摘要：生活垃圾气化技术是具有快速减量化、资源化优势的生活垃圾无害化处理方式。针对传统固定床气化炉批量式给料条件下物料与气化剂接触不充分、气化效率低的问题,探究固定床气化炉连续进料方式对生活垃圾木质组分气化气产率的影响,寻找最佳的连续气化工况。采用空气作为气化介质,研究生活垃圾木质组分在700~900℃温度范围和0.3~0.6过量空气系数范围内气化气主要组成、气化气热值、气化气产率、气化效率以及焦油组分的变化情况。结果表明:随着过量空气系数的提高,气化气产率随之提高,但可燃气体产量下降。温度升高可以加快反应速率,但与此同时也会加快可燃气体的氧化,使得气化效率下降。在实验参数设定范围内,气化气热值最高的气化工况为700℃、过量空气系数α为0.3,此时气化气低位热值为3.93 MJ/m;可燃气体产率为0.64 m;/kg,气化效率达到81.64%。研究结果为生活垃圾固定床连续气化利用提供了参考。

摘要：目前,中国大多数沼气工程均采用农作物秸秆与畜禽粪便为主要原料,但对于实际沼气工程的工艺控制,尤其是对于沼气工程进料混配及发酵浓度等控制工艺仍缺少参考和支撑。该研究采用玉米秸秆与牛粪原料,在中温条件下,利用纯牛粪、纯秸秆以及秸秆与牛粪干物质比(S:CM)=1:1、1:3、3:1条件的混合原料,按照不同干物质浓度(total solid,TS)=3%、6%、8%,梯次启动CSTR反应器,系统探讨物料配比与发酵浓度对反应器产气量、甲烷体积分数、pH值、氧化还原电位(oxidation-reduction potential,ORP)、挥发酸(volatile fatty acids,VFAs)含量等运行特征的影响。结果表明,正常运行时,纯秸秆与纯牛粪条件下厌氧发酵产气效果显著低于混合原料,且所有条件下反应器的产气量基本都随着发酵浓度升高而升高。在发酵浓度为8%条件下,S:CM=3:1和1:1的反应器容积产气率在运行130和150 d后分别达到峰值0.78和0.76 L/(L·d)。随着反应器的持续运行,170 d后各反应器的产气率与pH值降低,而VFAs与ORP升高。S:CM=3:1和1:1的反应器容积产气率降低至0.6 L/(L·d),pH值降低至6.5左右。这主要是由于恒定的搅拌功率条件下,随着反应器内TS升高,搅拌转速降低,进而在反应器内产生搅拌死区与浮渣等问题,导致反应器内局部酸化,造成系统整体失稳。在启动期间,所有5个条件下反应器内ORP呈缓慢上升趋势。运行172d后,S:CM=1:1条件下ORP迅速增加至高于–300mV。总体而言,厌氧系统中VFA浓度随着进料中秸秆比例增加而增加,且丙酸积累发生并变得更加严重。这也在一定程度上表明,与采用秸秆与粪便混合原料厌氧发酵相比,采用纯秸秆原料厌氧发酵生产沼气厌氧反应器的运行稳定性较差。

摘要：【目的】探索不同原料配比对餐饮废弃物高温厌氧发酵的影响,为餐饮废弃物最大资源化利用提供理论依据。【方法】用环境监测布点法检测陕西杨凌餐饮废弃物的有机成分含量,根据检测结果,采用农业部西北沼气分中心自行设计的厌氧发酵装置,选取产气量和甲烷含量作为指标,于55℃下考察不同原料配比对餐饮废弃物厌氧发酵的影响。【结果】各处理组产气特征差异明显。发酵第1～3天,第6组(m(米饭)∶m(餐巾纸)∶m(熟肉)=3∶4∶3)累计产气量最高,为5 410mL,第11组最低,为3 150mL;发酵第2天,第3组(m(米饭)∶m(餐巾纸)∶m(熟肉)=2∶4∶4)甲烷含量最高,为16.7%,第29组最低,为1.3%。发酵总过程中第10组的累计产气量、产气率和稳定产气阶段甲烷含量最高,分别为8 400mL、140.94mL/g和49.9%,表明餐饮废弃物高温厌氧的最佳原料配比为m(米饭)∶m(餐巾纸)∶m(熟肉)=4∶4∶2。【结论】确定了餐饮废弃物高温厌氧发酵中不同原料的最优配比,通过合理调控初始配比,可以实现对餐饮废弃物资源的最大化利用。

摘要：将未经预处理的稻秸,在中温生物反应器内进行厌氧干式发酵,研究了稻秸发酵过程中的生物气产量、pH值、渗滤液COD及甲烷含量的变化。结果表明,TS20%固体浓度并加接种泥的反应器(R2)的累积产气量最大,达到2048L,其出料的半纤维素由28.23%降至18.33%,发酵液的pH值稳定在7.0￣7.5。TS30%的干发酵在反应前期经历了很长的酸化期,产气量在后期才开始升高,生物气甲烷含量也更高,显示了高浓度固体干发酵产沼气的发展潜力,并为秸秆的大规模生物气化提供了重要的设计依据。

摘要：目前,以作物秸秆为原料的沼气工程中存在预处理能耗高、料液分层结壳、混合不均匀、出料困难等问题。该研究采用了自行设计的厢式厌氧消化反应器(CADR),测定了玉米秸秆在中温条件下的沼气产量、甲烷含量以及pH的变化情况。结果表明:玉米秸秆未经C/N调节,只经过简单切割和沼液浸泡两步预处理,即可进行有效的厌氧消化,30 d后进入满负荷运行阶段的产气量为19.94 L·d-1,原料TS产气率为0.495 m3·kg-1,比常规粉碎批式厌氧消化产气率提高了30.75%,pH稳定在6.5～7.2之间。采用CADR处理玉米秸秆,启动快速、运行稳定、产气率高。

摘要：生物质炭化过程是一个能源转化系统,对生物质炭化过程的产物分析计算是生物燃料热化学转化设备(炭化炉)设计计算的一个重要组成部分,而能量平衡分析计算尤为重要。在深入研究生物炭热解特性的基础上,依据实验室自主研发的炭化炉,对我国北方地区秸秆炭化气体产物的生成进行系统分析,结果表明,温度对气态产物产生主要影响,随炭化炉温度的升高,原料炭化时的CO2含量降低,H2含量升高,CH4含量变化趋势始终趋于平缓;不同原料炭化时,CO含量随温度的变化趋势不一。

摘要：利用自行设计的大物料量等温热重实验装置及气体产物在线分析装置,就气化反应温度段600～800℃的范围内,水分对城市生活垃圾热解气化特性影响进行了实验研究。通过对比有无水蒸气工况下的实验结果,分析了水蒸气对垃圾热解气化各反应段的影响,着重研究了产气量、产气成分及产气热值在不同温度下受水蒸气影响的变化规律。结果显示,水蒸气对垃圾热解气化失重过程的影响十分微弱,而对气态产物的重整和二次裂解的影响比较明显,温度越高影响越剧烈。尤其是800℃时,水蒸气的存在使得产气量大幅提高,可燃气成分如CO、CH4及H2的含量增大,产气热值增加。

摘要：[目的]探究以龙眼壳为原料进行厌氧发酵的产沼气潜力。[方法]以龙眼壳为原料,在(30±1)℃的中温条件下进行批量式沼气发酵试验,发酵料液的总固体含量(TS)浓度设为6%。[结果]试验表明,沼气发酵试验的运行时间为31 d,产气潜力为265 m L/g·TS、287 m L/g·VS,初步设计实际沼气工程的水力滞留时间(HRT)为15 d,而且通过与其他原料相比,龙眼壳是作为沼气发酵的较理想原料。[结论]该研究可为解决龙眼壳在资源和环境上的问题提供参考,也为龙眼壳在厌氧发酵试验研究方面提供理论依据。