基于沼气压力调控的厌氧干发酵工艺研究

发布时间：2023-03-25 01:41

　　沼气工艺技术由于兼具有机废弃物处理和清洁能源生产两大功能,成为可再生能源的重点研究方向之一。厌氧干发酵作为沼气工艺的核心技术已成为世界各国处理有机固体废弃物以及生产清洁能源的重要选择,但其应用受到传质限制和搅拌能耗高的制约。提出了一种基于自产沼气压力脉动调控的新型干发酵工艺,即“周期性聚气增压,间歇性喷淋强化传质、定期快速释气泄压”,旨在降低干发酵搅拌能耗,强化传质,提高产气率和产气质量,从而实现干发酵直接产出CH4含量高的沼气。开展了压力对厌氧干发酵体系影响的理论分析,结合理论重点开展了压力调控实现干发酵自搅拌的模拟试验,并在此基础上初步开展了沼气压力调控厌氧干发酵的试验研究。本文采用空气为模拟气源,系统研究了聚气压力、释压时间、聚气空间分布对搅拌效果的影响,以物料盒子分形维数为搅拌效果定量评价指标,盒子分形维数是图像局部结构特征的分形维数。并以芦竹秸秆和果蔬垃圾为发酵原料开展了两组压力调控下混合厌氧干发酵探究试验,发酵总固体浓度分别为15%和20%。通过上述研究,得出以下结论:(1)参与厌氧发酵的微生物菌群具有压力选择适应性,厌氧干发酵过程在一定压力范围内不受制约。根据亨利定律,可...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 厌氧干发酵发展背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 厌氧干发酵工艺类型
        1.2.2 厌氧干发酵技术难点
        1.2.3 厌氧干发酵制备生物天然气新趋势
    1.3 本文研究思路及内容
第2章 压力调控厌氧干发酵理论初探
    2.1 常压下厌氧发酵产沼气理论
    2.2 压力条件下的厌氧发酵体系
        2.2.1 压力对厌氧发酵过程的影响
        2.2.2 微生物对压力的选择适应性
        2.2.3 压力脉动效应
    2.3 快速释气泄压实现自搅拌
    2.4 本章小结
第3章 聚气释压实现厌氧干发酵自搅拌的模拟试验
    3.1 材料与装置
        3.1.1 试验材料
        3.1.2 试验装置
    3.2 试验设计及分析方法
        3.2.1 试验设计
        3.2.2 分析方法
    3.3 结果及讨论
        3.3.1 聚气压力对搅拌效果的影响
        3.3.2 释压时间对搅拌效果的影响
        3.3.3 聚气空间对搅拌效果的影响
    3.4 本章小结
第4章 基于压力调控的混合厌氧干发酵试验
    4.1 材料与装置
        4.1.1 试验原料
        4.1.2 试验装置
    4.2 试验设计及分析测试方法
        4.2.1 试验设计
        4.2.2 分析测试项目及方法
    4.3 结果及讨论
        4.3.1 产气量的变化
        4.3.2 pH值的变化
        4.3.3 CH₄含量的变化
        4.3.4 原料降解率
    4.4 本章小结
第5章 结论及展望
    5.1 本论文研究总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3770275