膨化技术用于玉米秸秆厌氧干发酵的试验研究

农作物秸秆干发酵产沼气

第２８卷第３期

２０１０年６月

可再生能习ｌ｜｝

Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ

Ｅｎｅｒｇｙ

Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ

Ｖ０１．２８Ｎｏ．３

Ｊｕｎ．２０１０

膨化技术用于玉米秸秆厌氧干发酵的试验研究

寇巍１，赵

（１．辽宁省能源研究所，辽宁营口

勇１，徐鑫２，车振宇３，李世密１，张大雷１

１１５００３；２．沈阳航空工业学院清洁能源与环境工程研究所，辽宁沈阳

１１５００３）

１１０１３６；３．营口市环境保护科学研究所，辽宁营Ｉ：１

摘

要：研究了膨化技术对玉米秸秆成分和结构的影响。并对膨化后原料进行厌氧干发酵试验研究。研究表

明，玉米秸秆经膨化处理后，其还原糖量明显增加，纤维素的结晶度降低了１２．６８％，秸秆内部结构也发生了明显变化。膨化后玉米秸秆发酵启动快，产气效率和甲烷含量都比未膨化秸秆有所提高。最高产气率为０．９１６ｍ３／（ｍ３ ｄ）．甲烷含量最高可达８０．２％。

关键词：膨化技术：玉米秸秆；厌氧干发酵

中图分类号：ＴＫ６；￥２１６．４

文献标志码：Ａ

文章编号：１６７１—５２９２（２０１０）０３－００６３－０４

Ｓｔｕｄｙ

ｏｎ

ｅｘｐａｎｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｄｒｙａｎａｅｒｏｂｉｃ

ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆ

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（１．ＬｉａｏｎｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｅｒｇｙＲｅｓｅａｒｃｈｅｓ，ＹｉｎｇｋＯＵ１１５０００，Ｃｈｉｎａ；２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｌｅａｎＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎＨｍｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ

Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ

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１５００３，Ｃｈｉｎａ）

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ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ

０引言要形式。其中总固体含量在２０％以上的干发酵工艺以其能节约用水、节约管理沼气池所需的工时和池容产气效率高等优点被广泛研究１３１ ｌ，ｔｌ。

玉米秸秆的主要成分为纤维素、半纤维素和木质素，并且结构非常复杂。由于木质素、半纤维素对纤维素的保护作用以及纤维素自身的晶体结构，使得木质纤维素形成致密不透水的高级结构，导致秸秆难于被微生物降解１５１。所以，要彻底降解

我国是农业大国，秸秆产量丰富。每年秸秆总量可达６．５亿ｔ，其中玉米秸秆占２亿ｔ以上，并且大部分分布在东北地区Ｉｌ】一。对这些玉米秸秆的有效利用，不仅能解决由于秸秆随意堆放和燃烧带来的环境问题。保护生态环境，并且还可以提高广大东北地区农民的生活质量。玉米秸秆厌氧发酵制沼气技术是秸秆能源化技术的一种主

收稿日期：２０１０－－０３—１７。

基金项目：“８６３”专题课题（２００９ＡＡｌ０２４４８３６９０）。作者简介：通讯作者：

寇巍（１９８１一），男，助理研究员，主要从事沼气和纤维素乙醇技术的研究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｋｏｕｗｅｉ６＠１２６．ｔｏｍ

张大雷（１９６３一），男，博士，研究员，博士生导师，主要从事生物质能技术研究工作。Ｅ—ｍａｉｌ：ｄａｌｅｉｚｈａｎｇ＠１６３．ｃｏｓ

６３

万方数据

农作物秸秆干发酵产沼气

可再生能骤

２０１０，２８（３）

纤维素．提高秸秆的降解性能。首先要对秸秆进行预处理．破坏秸秆内部的组织结构。秸秆的预处理方法主要有物理法、化学法和生物法。化学法能降低纤维素的结晶度，除去木质素，并且效率很高，但是设备腐蚀和环境污染严重；生物法利用分解木质素的微生物除去木质素。以解除其对纤维素的包覆作用。反应条件温和。但是生物法反应时间长。对反应环境要求严格，降解效率低，难于在生产中应用：物理法中的机械粉碎工艺能在一定程度上减少纤维素的结晶度．但是能耗较高。膨化技术是将秸秆加水调质后输入挤压腔。依靠秸秆与挤压腔中螺套壁及螺杆之间的相互挤压、摩擦作用．产生热量和压力，当秸秆被挤出喷嘴后，压力骤然下降．从而使秸秆体积膨大的工艺操作［０３。秸秆膨化技术具有耗能较低，可以使木质素和纤维素、半纤维素分离，纤维素聚合度下降和能连续生产等优点。本文通过对膨化前后玉米秸秆的结构分析和厌氧发酵应用试验。旨在探讨膨化预处理技术对玉米秸秆沼气干发酵技术的影响。对秸秆资源化利用具有一定的指导意义。１材料和设备１．１试验材料

玉米秸秆取自营口市柳树镇，经秸秆膨化机膨化后备用：接种污泥取自辽宁省能源研究所沼气池。玉米秸秆和接种污泥的主要成分见表ｌ。

表１玉米秸秆和接种污泥的成分组成

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玉米秸秆５５．３８０．５２９３．５０３１．０１５．８９３８．０４

２０．６７

１８．８７

接 …… 此处隐藏：4315字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……