汽爆預處理對秸稈微觀結構和厭氧發(fā)酵特性影響的試驗研究.pdf

1、在化石能源日漸匱乏、能源形勢日益緊張的今天，人類尋找替代或輔助能源并提高能源利用效率的要求顯得愈加迫切。生物質能作為可再生能源由于其安全性及穩(wěn)定性成為國家重點鼓勵發(fā)展的新能源。結合我國國情，目前我國農作物秸稈資源總量豐富但利用水平較低，如能將其用于沼氣發(fā)酵，不僅能解決當前因焚燒秸稈、濫用化肥而造成的環(huán)境污染，也能緩解能源緊張給社會帶來的壓力。
　　農作物秸稈中主要成分為纖維素、半纖維素及木質素，且三者相互盤繞結構復雜。尤其是木質素

2、的存在嚴重阻礙了發(fā)酵過程微生物對纖維素和半纖維素的分解利用。因此，如要充分利用秸稈資源必須對其進行預處理，以達到破壞三者的物理結構，增加秸稈利用率的目的。目前對秸稈的預處理方法主要有物理法、化學法和生物法三種。三種預處理方法各有利弊，但目前尚未研究出集各種優(yōu)勢為一體、成本低、效率高且能在生產中進行推廣的預處理方法。
　　蒸汽爆破預處理已經被廣大學者證明是一種有效的秸稈預處理方法。本研究將玉米秸稈進行了蒸汽爆破預處理并進行厭氧發(fā)酵試

3、驗，研究了汽爆預處理對秸稈微觀結構的影響及秸稈經汽爆預處理后的厭氧發(fā)酵特性。
　　本文較全面的反映了作者的研究情況，具體內容如下:
　　(1)分析、測試秸稈的基本參數及汽爆預處理前后宏觀、微觀結構和三素的變化，研究蒸汽爆破預處理對秸稈預處理的作用機理。結果表明，汽爆預處理顯著改變了秸稈的宏觀、微觀機構和三素含量。
　　(2)對未經預處理和經汽爆預處理的秸稈進行厭氧發(fā)酵對比試驗，考察其厭氧發(fā)酵特性，研究汽爆預處理對秸稈厭

4、氧發(fā)酵特性的影響。結果表明，汽爆預處理有效促進了秸稈的單位VS產氣率，在汽爆壓力2.5MPa，保留時間90s的預處理條件下，汽爆后干秸稈在TS=4％時達到最大單位VS產氣率325.54mL/g，汽爆后青秸稈在TS=3％時達到最大單位VS產氣率334.77mL/g。但是2.5Mpa和1.5Mpa的發(fā)酵結果幾乎沒有不同，因此，最優(yōu)的汽爆壓力應該選為1.5Mpa。
　　(3)選用青秸稈和干秸稈作對比，在不同預處理條件下進行厭氧發(fā)酵試驗，

5、研究經蒸汽爆破預處理后，青秸稈和干秸稈發(fā)酵效果異同。結果表明，經汽爆預處理后，干秸稈發(fā)酵周期比青秸稈長;干秸稈產氣率在汽爆壓力較高(2.5MPa)時大于青秸稈，在汽爆壓力較低(1.5MPa)時小于青秸稈;汽爆預處理后，干秸稈產氣速率低于青秸稈。
　　(4)對汽爆秸稈產沼氣過程進行能量分析，研究其實用性、市場推廣前景。結果表明，汽爆預處理后秸稈的能量轉換效率大大提高，比未處理秸稈提高達15.66％，但由于汽爆過程耗能較大，使其有效輸