摘要：针对玉米秸秆纤维素结构特点,设计1套针对该原料预处理的汽提水解系统装置,阐述该系统和装置的设计原理。用设计的系统和装置处理玉米秸秆并对汽提水解的效果进行测试分析,对玉米秸秆的转化效率等关键参数进行计算。测试得出,预处理后玉米秸秆乙酰丙酸和糠醛的生成率分别为13.20%和11.20%,其纤维素、半纤维素的降解率分别为89.00%、95.20%;与秸秆碳粉进行扫描电镜和红外光谱对比分析显示,原料处理后的微观结构与1600、1510 cm^(-1)木质素特征基团呈现出半碳化的理化特性。

摘要：根据中国中小型沼气工程分布范围广、地区差异性大、统筹规划难的现状,考虑到中小型沼气工程中出现的沼气净化提纯效率低、净化提纯效果差、成本高等问题,该研究设计了一套撬装式集约型的沼气提纯净化系统,分别从脱硫系统、脱碳系统、控制系统等方面设计出适合于装置制造的工艺方法。系统集成了干法脱硫、膜法脱碳和分子筛工艺,在进气量为500 Nm^(3)/d、粗沼气压力为104 kPa的沼气工程条件下,进行了工程应用试验。通过检测,该装置稳定运行35 min后,提纯气中CH4质量分数可以达到97.88%,CO_(2)低于2.5%,H2S质量浓度仅为16.7 mg/m^(3),CH_(4)回收率为86.5%。设备运行成本为0.09元/Nm^(3)沼气,且投资回收期仅为1.5 a。经过对比,该装置的提纯指标达到了国内生物天然气相关标准,且具有移动灵活、提纯效率高、成本低等优点。通过对该装置的应用研究表明,沼气提纯净化可实现中小型沼气工程生物天然气的高值化利用,为中小型沼气工程的发展拓宽途径。

摘要：为了探究带有屈服应力性质的厌氧发酵液中的气泡生成特性,采用VOF法对带有屈服应力性质的厌氧发酵液中的气泡生成过程进行了数值研究。研究发现:带有屈服应力性质的厌氧发酵液中的气泡生成过程可分为膨胀阶段和脱离阶段。在气泡膨胀阶段,气泡中心的起始纵向速度较大,然后速度下降,并维持在一个较小的速度下膨胀;此时,气泡周围的流体主要沿气泡的外法线方向流动,使气泡加速膨胀,直至膨胀成球状。在气泡脱离阶段,气泡的侧端产生了对称的左右漩涡,促使其顶部继续向外扩张,纵向速度有较明显的增加;同时,气泡的"长颈"开始加速生成,最后与喷嘴脱离。在气泡的生成过程中,屈服区域逐渐变大。对于不同的屈服应力的流体而言,气泡的纵横比随着屈服应力的增大而减小,其生成时间随着屈服应力的增加而增加。文章的研究结果将有助于禽畜粪便厌氧发酵过程的优化设计。

摘要：在Fluent软件中采用SIMPLE算法,对具有剪切变稀性的厌氧发酵液中平行双气泡间的相互作用进行了数值模拟。探讨了气泡间距、尺寸、流变性质对气泡间相互作用的影响。结果发现:当两气泡间距较大时,气泡相互排斥,直到互相不影响;当两气泡间距较小时,气泡间液相的惯性力起作用,气泡互相吸引、接触进而聚并。临界聚并的距离随着两气泡的体积增大而减小。发酵液的剪切变稀性越高,两气泡之间稳定上升过程中气泡最终达到稳定时速度越低,相互作用的临界距离越小。研究结果可以为生物质及市政垃圾厌氧发酵过程的优化设计提供理论依据。

摘要：通过将营口污水处理厂二沉池的泥水混合物进行静置沉淀,取上清液进行稀释筛选得到一株革兰氏阴性菌D-12。然后采用生物反应器内的营养液(Na OH_(+)驯化液)对沼气中的H_(2)S进行洗脱,再采用筛选菌株D-12对含有H_(2)S的营养液进行反硝化脱硫(试验周期为38 d)。以初始S^(2-)浓度、微生物添加量和NO_(3)^(-)浓度为自变量,以降解试验中的S^(2-)去除率为因变量,采用响应曲面法Box-Behnken设计实验,研究各自变量及其交互作用对S^(2-)去除率的影响,并得到二次多项式回归方程预测模型。研究结果表明:NO_(3)-在反应体系中可以作为有效电子受体,促进微生物将S^(2-)氧化为单质硫;优化后的试验条件为S^(2-)浓度为1258.61 mg/L,NO_(3)^(-)浓度为843.96mg/L,微生物添加量为219.96 mg/L,此时S^(2-)去除率为98.38%,与S^(2-)预测去除率的相对误差为1.62%。