铁系材料对厌氧发酵处理农业废物的影响综述

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作者 芦悦 岳欣 +5 位作者 叶炳南 李再兴 李佩琪 徐晗 杜若青 赵茜雅 《环境工程技术学报》 北大核心 2025年第4期1331-1341,共11页

铁系材料作为优质添加物能显著提高厌氧发酵的反应效率和系统稳定性,被认为是解决厌氧发酵运行不稳定、甲烷产率低等问题的最佳处理方式之一。介绍了不同铁系材料对厌氧发酵的影响,探讨了铁系材料在厌氧不同阶段的增效和抑制作用,以及... 铁系材料作为优质添加物能显著提高厌氧发酵的反应效率和系统稳定性,被认为是解决厌氧发酵运行不稳定、甲烷产率低等问题的最佳处理方式之一。介绍了不同铁系材料对厌氧发酵的影响,探讨了铁系材料在厌氧不同阶段的增效和抑制作用,以及在补充微量元素和去除污染物等方面的应用。结果表明,铁系材料能够通过降低氧化还原电位(ORP)、促进有机物转化、增强关键酶活性和直接种间电子传递(DIET)以及优化微生物群落等途径提高厌氧发酵甲烷产量和系统稳定性;但铁系材料存在制备成本较高、易团聚、利用率和回收率低等问题,导致铁系材料的强化潜力受限。讨论了铁系材料与其他材料的联合作用对改善团聚效果或提高利用率的作用机理,提出了以优化复合材料促进利用率和回收率提升的发展前景,为实现铁系材料强化厌氧发酵工程化应用提供理论支撑。 展开更多

关键词 铁系材料 厌氧发酵 农业废物 甲烷 机理

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玉米秸秆炭和典型农业废弃物混合成型与燃烧特性试验 被引量：13

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作者 谢腾 王雅君 +8 位作者 丛宏斌 赵立欣 邱凌 姚宗路 康康 朱铭强 张天乐 霍丽丽 袁艳文 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第15期227-234,共8页

以玉米秸秆炭和玉米秸秆、苹果枝、沼渣、菌渣为原料,在成型压力为6 MPa的条件下,研究了不同混配比例混合燃料的成型特性,并在此基础上探讨了特定混配比例下的混合样品燃烧特性。研究结果表明:农业废弃物质量分数、种类对混合成型燃料... 以玉米秸秆炭和玉米秸秆、苹果枝、沼渣、菌渣为原料,在成型压力为6 MPa的条件下,研究了不同混配比例混合燃料的成型特性,并在此基础上探讨了特定混配比例下的混合样品燃烧特性。研究结果表明:农业废弃物质量分数、种类对混合成型燃料稳定性均有影响,农业废弃物占70%比例时混合成型燃料的抗跌碎强度均大于99.50%;玉米秸秆对成型燃料的稳定性影响最为明显,其质量分数大于30%时,成型燃料抗跌碎强度达到99.68%以上,而沼渣和菌渣质量分数大于50%时,其成型燃料的抗跌碎强度分别超过99.11%和99.71%;苹果枝质量分数大于60%,其成型燃料抗跌碎强度超过99.34%;4种成型燃料的能量密度与原料相比分别提高14.93、11.36、11.74、14.53 GJ/m^3;堆积密度分别提高792.99、596.92、605.63、820.12 kg/m^3。该研究为农业废弃物新型成型燃料的开发提供了基础支撑。 展开更多

关键词 废弃物 生物炭 试验 抗跌碎强度 成型特性 燃烧特性

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湿法厌氧消化强化技术研究进展

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作者 陈建坤 郭占斌 +5 位作者 冯晶 孟海波 叶炳南 李佩琪 徐晗 于佳动 《现代化农业》 2025年第7期40-44,共5页

厌氧消化技术可以利用有机废弃物转化为甲烷等清洁生物能源,同时能够实现资源化、无害化处理,是一种经济且环境友好的废弃物处置方式。目前厌氧发酵沼气工程中湿法厌氧消化工艺占主要地位。但湿法厌氧消化工艺普遍存在产气效率低、稳定... 厌氧消化技术可以利用有机废弃物转化为甲烷等清洁生物能源,同时能够实现资源化、无害化处理,是一种经济且环境友好的废弃物处置方式。目前厌氧发酵沼气工程中湿法厌氧消化工艺占主要地位。但湿法厌氧消化工艺普遍存在产气效率低、稳定性差等问题,阻碍了我国沼气行业发展。国内外学者们通过改变操作参数、优化反应器结构、投加添加剂等手段,湿法厌氧消化强化技术已取得一系列的研究成果。但在添加剂种类与用量选择、操作参数的优化等强化技术方面,还缺少进一步深入研究和探索。文章综合梳理了近年来湿法厌氧消化强化技术的研究进展,分析存在问题及未来发展方向,以期为湿法厌氧消化技术的进一步研究提供参考。 展开更多

关键词 厌氧消化 强化技术 工艺参数 外源添加剂 生物电化学

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微生物电解池对厌氧消化影响的研究概述

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作者 杜若青 岳欣 +5 位作者 叶炳南 李再兴 李佩琪 徐晗 芦悦 赵茜雅 《现代化工》 北大核心 2025年第8期44-49,共6页

系统阐述了微生物电解池施加电压激活产甲烷菌系、电极促进直接电子传递强化厌氧消化的作用机理,探讨了优化微生物电解池强化厌氧消化的关键技术,包括最适电压选择、电极间距最小化、单室构造的设计以及改性电极材料的开发;分析了微生... 系统阐述了微生物电解池施加电压激活产甲烷菌系、电极促进直接电子传递强化厌氧消化的作用机理,探讨了优化微生物电解池强化厌氧消化的关键技术,包括最适电压选择、电极间距最小化、单室构造的设计以及改性电极材料的开发;分析了微生物电解池提升厌氧消化稳定性的积极作用,为实现其工程化应用提供了理论支持和参考依据。 展开更多

关键词 微生物电解池 厌氧消化 厌氧微生物 电子传递 电极材料

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典型农业生物炭理化特性及产品质量评价 被引量：21

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作者 霍丽丽 姚宗路 +5 位作者 赵立欣 孟海波 丛宏斌 李丽洁 袁艳文 刘广华 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第16期249-257,共9页

生物炭能修复土壤、替代化石燃料、吸附水土气中的环境污染物等,应用潜力较大,但目前生物炭存在质量差异大、测试指标及方法不明确等问题,该文以农作物秸秆及农产品加工副产物为原料生产的生物炭为研究对象,系统梳理了生物炭物理、化学... 生物炭能修复土壤、替代化石燃料、吸附水土气中的环境污染物等,应用潜力较大,但目前生物炭存在质量差异大、测试指标及方法不明确等问题,该文以农作物秸秆及农产品加工副产物为原料生产的生物炭为研究对象,系统梳理了生物炭物理、化学、热化学、表面化学等特性及有毒污染物。归纳提出了肥料炭、能源炭、活性炭等不同应用方向的生物炭主要指标、质量要求及测定方法。建议尽快制定生物炭质量评价标准体系,针对肥料炭、能源炭、活性炭等不同应用方向的提出生物炭的质量分级标准,制定和完善各个指标试验方法,为加快推进生物炭产业化应用提供技术支撑。 展开更多

关键词 生物质 生物炭 物理特性 化学特性 产品质量 测定方法

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农业固体废物分类及其污染风险识别和处理路径 被引量：31

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作者 丛宏斌 沈玉君 +8 位作者 孟海波 姚宗路 冯晶 霍丽丽 袁艳文 代敏怡 吴雨浓 盛晨绪 赵立欣 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第14期28-36,共9页

防治农业固体废物污染,对保障农民身体健康,维护农业生态安全,促进农村经济社会可持续发展具有重要意义。在总结农业固体废物内涵和外延的基础上,探讨农业固体废物的主要来源、分类方法和基本特征,按照来源、毒性、组分和形态对农业固... 防治农业固体废物污染,对保障农民身体健康,维护农业生态安全,促进农村经济社会可持续发展具有重要意义。在总结农业固体废物内涵和外延的基础上,探讨农业固体废物的主要来源、分类方法和基本特征,按照来源、毒性、组分和形态对农业固体废物进行了分类,剖析来源单一与类型多样的双重性、潜在污染与重要资源的两面性、周年持续与季节波动的复杂性等农业固体废物的基本特征。识别农业种植固体废物、畜禽水产养殖固体废物、废旧农业投入品和农产品初加工固体废物的潜在污染风险。梳理农业固体废物污染防治、处理利用代表性法规政策,分析农业固体废物全链条运营和监管体系,提出"分类处理、多措并举,统筹兼顾、绿色循环,减量回用、精准处置"的农业固体废物处理利用技术路径与模式。该研究可为指导农业固体废物污染防治和处理利用提供基础支撑和决策参考。 展开更多

关键词 农业 固体废物 分类 污染风险 资源化利用

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兼吸式移动床生物质热解炭化装置设计与试验 被引量：2

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作者 宋威 孟海波 +4 位作者 陈明松 王泽阳 葛芸妤 武继宁 丛宏斌 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期325-331,364,共8页

针对目前内热式移动床生物质热解炭化试验研究平台条件不足的问题,开发了一种内加热兼吸式移动床热解炭化装置,模拟连续式热解炭化工艺,设计了供气系统、出炭系统、产物收集系统、气体净化系统、温度监控系统,以稻壳作为原料,开展了上... 针对目前内热式移动床生物质热解炭化试验研究平台条件不足的问题,开发了一种内加热兼吸式移动床热解炭化装置,模拟连续式热解炭化工艺,设计了供气系统、出炭系统、产物收集系统、气体净化系统、温度监控系统,以稻壳作为原料,开展了上吸和下吸式热解炭化试验,研究了停留时间和吸气方式对内热式热解炭化产物的影响。结果表明,随着停留时间的增加,上吸和下吸内热式热解炭化变化趋势基本相同,挥发分和固定碳含量均呈下降趋势,灰分含量增加,磷及氮元素含量均下降,氧元素含量上升,氢元素变化趋势不明显,热值分别从20.7MJ/kg和22MJ/kg下降到14.6MJ/kg和15.2MJ/kg;比表面积分别从0.73m^(2)/g和0.78m^(2)/g上升到3.84m^(2)/g和3.95m^(2)/g,生物炭孔隙结构得到了发展。该系统结构合理,运行稳定可靠,密封效果良好,可有效控制进气方式、进气量、保温炭化时间等试验因素。为内加热炭化工艺参数试验研究提供了重要支撑。 展开更多

关键词 生物质 热解 炭化 上下兼吸

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我国农业绿色发展现状与典型模式--基于第1批国家农业绿色发展试点先行区的数据 被引量：9

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作者 罗娟 姚宗路 +4 位作者 孟海波 赵立欣 冯晶 任雅薇 袁艳文 《江苏农业科学》 2020年第18期1-5,共5页

近年来,我国农业资源环境保护与生态建设支持力度不断加大,农业绿色发展取得了积极进展。国内外实践证明,绿色发展已成为世界各国农业发展战略的核心,也是我国农业发展的必由之路和必然趋势。从空间布局优化、资源节约利用、产地环境保... 近年来,我国农业资源环境保护与生态建设支持力度不断加大,农业绿色发展取得了积极进展。国内外实践证明,绿色发展已成为世界各国农业发展战略的核心,也是我国农业发展的必由之路和必然趋势。从空间布局优化、资源节约利用、产地环境保护治理、生态系统养护修复、农村人居环境整治等多角度,对我国农业绿色发展的现状进行总结;以第1批40个国家农业绿色发展试点先行区为分析对象,通过数据统计和案例分析总结农业绿色发展先行先试的总体现状,提炼出5种典型农业绿色发展模式,即全域农业绿色发展模式、都市现代绿色农业发展模式、现代生态循环农业发展模式、旱作节水农业发展模式和生态畜牧业发展模式,并针对目前存在的问题提出扩大试点范围、谋划支持政策、健全考核机制等对策建议。 展开更多

关键词 农业绿色发展 农业主体功能 空间布局 资源 产地环境 生态系统 农村人居环境 典型模式

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不同碳基材料对餐厨垃圾厌氧消化性能的影响 被引量：1

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作者 陈建坤 郭占斌 +5 位作者 冯晶 孟海波 叶炳南 李佩琪 徐晗 于佳动 《湖北农业科学》 2025年第1期49-55,共7页

利用6种碳基材料进行餐厨垃圾厌氧消化试验,采用AMPTS全自动甲烷潜力测试系统开展产甲烷潜力试验,结合动力学方程分析餐厨垃圾产甲烷潜力及碳基材料对餐厨垃圾厌氧消化性能的影响。结果表明,除碳布、碳纳米管(物料比为3∶5,m/m,下同)外... 利用6种碳基材料进行餐厨垃圾厌氧消化试验,采用AMPTS全自动甲烷潜力测试系统开展产甲烷潜力试验,结合动力学方程分析餐厨垃圾产甲烷潜力及碳基材料对餐厨垃圾厌氧消化性能的影响。结果表明,除碳布、碳纳米管(物料比为3∶5,m/m,下同)外,添加其他碳基材料均可以提高餐厨垃圾厌氧消化有机物的去除率,提高有机物降解性能。生物炭添加组的累积甲烷产量分别比对照组提高55.9%(物料比为4∶5)和55.5%(物料比为3∶5);采用修正的Gompertz模型方程对累积甲烷产量进行拟合,在餐厨垃圾厌氧消化中添加生物炭能够明显提升物料产甲烷的能力并缩短厌氧消化滞后期。微生物群落结构分析表明,餐厨垃圾厌氧消化前后的细菌群落结构在门水平未发生较大变化,厚壁菌门和拟杆菌门为各试验组的优势菌门,厚壁菌门具有绝对优势地位;各试验组优势古菌均为甲烷八叠球菌属。 展开更多

关键词 碳基材料 餐厨垃圾 厌氧消化 产甲烷潜力 性能

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热解预处理与KMnO_(4)添加对花生壳改性炭电化学性能的影响

10

作者 安佳铭 陈明松 +4 位作者 邢浩翰 李丽洁 李庆达 丛宏斌 付静 《农业工程学报》 北大核心 2025年第14期247-254,共8页

为了提升农业废弃物在储能领域的高附加值利用,该研究以花生壳粉为原料,在热解温度800℃、去离子水通入速率0.2 mL/min条件下,对比分析了热解预处理、KMnO_(4)添加对花生壳改性炭电化学性能的影响。试验结果表明,无热解预处理时耦合改... 为了提升农业废弃物在储能领域的高附加值利用,该研究以花生壳粉为原料,在热解温度800℃、去离子水通入速率0.2 mL/min条件下,对比分析了热解预处理、KMnO_(4)添加对花生壳改性炭电化学性能的影响。试验结果表明,无热解预处理时耦合改性炭整体上具有相对较好的电化学性能,其中,花生壳粉与KMnO_(4)粉末质量比为1.6∶1时,耦合改性炭电化学性能最好,在电流密度为0.5 A/g时,其比电容为92.02 F/g,是热解预处理时最佳耦合改性炭的1.2倍。无和有热解预处理条件下的最佳耦合改性炭,在电流密度为2.0 A/g时,比电容分别为0.5A/g时的94.00%和80.26%,在5.0A/g电流密度下经过10000次充放电比电容保留率分别是93.17%和86.06%,电子转移电阻分别是0.02和0.06Ω。该研究可为探索花生壳生产电极材料提供重要借鉴。 展开更多

关键词 花生壳 KMnO_(4) 改性 电化学

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温度和贮存时长对沼液理化特性的影响

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作者 赵茜雅 叶炳南 +3 位作者 岳欣 李佩琪 杜若青 芦悦 《中南农业科技》 2025年第8期19-23,共5页

为沼液季节性贮存管理提供科学依据,以中温厌氧干发酵当季玉米秸秆和周边牛粪的沼液为对象,考察了1、20、32℃3种贮存温度和1~9 d贮存时间对沼液理化特性及固液分离效果的影响。结果表明,在32℃条件下贮存6 d时,沼液综合特性最优,含固... 为沼液季节性贮存管理提供科学依据,以中温厌氧干发酵当季玉米秸秆和周边牛粪的沼液为对象,考察了1、20、32℃3种贮存温度和1~9 d贮存时间对沼液理化特性及固液分离效果的影响。结果表明,在32℃条件下贮存6 d时,沼液综合特性最优,含固率降至5.43%,pH稳定在8.00~8.10,黏度降低至64 cp,种子发芽率达84.00%,表现出明显的促生长作用。粒径分析显示,沼液中超过80%颗粒的粒径小于100μm,自然沉降难以满足长期还田(含固率<3%)要求。建议结合机械分离技术进一步提升固液分离效率。 展开更多

关键词 厌氧发酵 沼液 温度 贮存时长 固液分离 理化特性 还田利用 粒径分布

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基于序批式厌氧干发酵设备的沼气发电自供能设备设计、仿真与运行测试

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作者 李建南 孟海波 +3 位作者 冯晶 叶炳南 李佩琪 徐晗 《中南农业科技》 2025年第2期87-93,共7页

为解决已有序批式厌氧干发酵设备沼气利用率低的问题,基于沼气发电工艺流程,设计了一种适用于序批式厌氧干发酵设备的沼气发电自供能设备。沼气发电自供能设备主要由沼气净化装置、沼气发电装置、电能储存装置和供能装置组成。运用Matla... 为解决已有序批式厌氧干发酵设备沼气利用率低的问题,基于沼气发电工艺流程,设计了一种适用于序批式厌氧干发酵设备的沼气发电自供能设备。沼气发电自供能设备主要由沼气净化装置、沼气发电装置、电能储存装置和供能装置组成。运用Matlab/Simulink软件对整体系统进行仿真,并结合沼气发电工艺集成耦合设备,开展样机试制并搭建小型沼气发电试验平台,利用序批式厌氧干发酵设备所产沼气开展小型沼气发电储及供电切换的测试试验。仿真及运行测试试验结果表明,以4组反应器为单位,启动时间为6d,反应器的产气量为1.5m3/d,沼气发电机运行时间为1.5h/d,沼气发电量约为2kW·h,设备运行稳定,沼气利用率较高,供电切换过程设备运行电压稳定无断电。该设备提高了序批式厌氧干发酵设备沼气利用率,实现了在网离网供能切换。 展开更多

关键词 序批式厌氧干发酵 沼气发电 供能设备设计 仿真试验 运行测试

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烘焙对生物质理化特性影响综述与秸秆烘焙研究前景分析 被引量：10

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作者 谢腾 丛宏斌 +4 位作者 赵立欣 邱凌 姚宗路 张天乐 霍丽丽 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2841-2846,共6页

通过文献综述,研究了烘焙对生物质燃料特性与热解特性的影响。烘焙可有效提升生物质燃料性能,主要体现在含水率、固定碳含量、能量密度和疏水性等指标的改善。烘焙预处理对热解产物的分布及其特性具有明显影响,热解炭产率增加,热解液体... 通过文献综述,研究了烘焙对生物质燃料特性与热解特性的影响。烘焙可有效提升生物质燃料性能,主要体现在含水率、固定碳含量、能量密度和疏水性等指标的改善。烘焙预处理对热解产物的分布及其特性具有明显影响,热解炭产率增加,热解液体产物中酸类和水分含量减少,酚类和酮类含量增加,热解气中一氧化碳、二氧化碳含量降低,甲烷和氢气含量提高,热解气品质提高。进一步研究烘焙预处理对秸秆热解物质流和能量流的影响,综合评价烘焙预处理的经济成本、能源成本、环境成本等要素,研究烘焙预处理对秸秆热解应用的可行性,有助于秸秆烘焙预处理技术推广。该研究可为秸秆烘焙技术研究与应用提供参考。 展开更多

关键词 秸秆 烘焙 热解 预处理

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中国农作物秸秆综合利用潜力研究 被引量：152

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作者 霍丽丽 赵立欣 +1 位作者 孟海波 姚宗路 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第13期218-224,共7页

针对秸秆分区布局规划不完善,导致地区性、季节性、结构性秸秆过剩,资源浪费与环境污染问题突出,研究秸秆综合利用规划理论,提出“一主多元、农用优先”秸秆综合利用途径。中国秸秆综合利用潜力总量8.76亿t,比2015年增加利用量1.56亿t,... 针对秸秆分区布局规划不完善,导致地区性、季节性、结构性秸秆过剩,资源浪费与环境污染问题突出,研究秸秆综合利用规划理论,提出“一主多元、农用优先”秸秆综合利用途径。中国秸秆综合利用潜力总量8.76亿t,比2015年增加利用量1.56亿t,其中秸秆肥料化、饲料化和能源化利用量分别增加8 722.4万t、5 122.3万t和1 720.1万t。通过肥料和饲料化利用,可直接和间接替代化肥潜力氮肥(N)1 481.6万t、磷肥(P2O5)419万t、钾肥(K2O)1 885.1万t,节本增效节约化肥成本约685.9亿元(折合98.5元/t秸秆);通过能源化利用,可替代煤炭等化石能源5982.4万t(标准煤),可减排二氧化碳1.5亿t、二氧化硫448.7万t、氮氧化物224.3万t,烟尘4068万t,经碳排放交易经济效益可达20.25亿元(折合16.9元/t秸秆),环境和经济效益显著。 展开更多

关键词 秸秆 能源 肥料 饲料 综合利用 规划理论方法

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生物质炭催化玉米秸秆热解气重整提质研究 被引量：11

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作者 王敬茹 姚宗路 +4 位作者 丛宏斌 赵立欣 马腾 霍丽丽 袁艳文 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第16期258-264,共7页

为研究生物炭作催化剂消减焦油提高热解气品质的效果,以玉米秸秆为原料,以焦油转化率、热解气产率和热解气热值为评价指标,研究重整温度、停留时间和生物炭特性对热解气提质的影响,并分析生物炭作为催化剂重整前后比表面积的变化。研究... 为研究生物炭作催化剂消减焦油提高热解气品质的效果,以玉米秸秆为原料,以焦油转化率、热解气产率和热解气热值为评价指标,研究重整温度、停留时间和生物炭特性对热解气提质的影响,并分析生物炭作为催化剂重整前后比表面积的变化。研究结果表明,与石英砂(高温裂解)相比,生物炭具有较好的催化特性,且稻壳炭、木屑炭和玉米秸秆炭对焦油的转化率分别为79.8%、78.6%、72.6%,热解气产率分别为39.7%、38.6%、37.9%。随着重整温度和停留时间的增加,热解气产率和焦油转化率增加,而热解气热值仅随着温度升高而增加,当温度为800℃时,热解气热值为17.6 MJ/m^3。800℃催化重整后生物炭比表面积为79.81 m^2/g,高于550℃热解生物炭比表面积37.96 m^2/g,生物炭作催化剂时不但可以提高热解气品质,而且生物炭比表面积也有所增加。 展开更多

关键词 秸秆 热解 催化 热解气 生物炭 耦合 焦油 催化重整

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规模化秸秆沼气工程集成技术及工程运行效果研究 被引量：13

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作者 冯晶 刘国华 +5 位作者 马继涛 赵立欣 姚宗路 于佳动 李明新 王海蛟 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第B11期81-85,共5页

集成秸秆沼气先进技术提高工程经济性是秸秆沼气工程可持续发展的关键。为进一步提高秸秆沼气发酵效果,提升沼气工程运行效益,该研究针对秸秆预处理、秸秆厌氧发酵、搅拌优化、沼液回流等关键环节进行了研究和分析,提出了"秸秆青贮... 集成秸秆沼气先进技术提高工程经济性是秸秆沼气工程可持续发展的关键。为进一步提高秸秆沼气发酵效果,提升沼气工程运行效益,该研究针对秸秆预处理、秸秆厌氧发酵、搅拌优化、沼液回流等关键环节进行了研究和分析,提出了"秸秆青贮-秸秆微好氧水解预处理-优化搅拌CSTR中温厌氧发酵-沼液近全量回流"的秸秆沼气工程集成技术。通过对河北省三河市天龙规模化生物天然气工程1#发酵罐启动过程进行监测与分析,表明该集成技术在实际运行过程中,秸秆干物质产气量可达555.78 m3/t,沼气中CH4体积分数保持在56%左右,H2S体积分数稳定在162×10?6左右,工程启动运行效果良好。上述结果表明,该本研究所提出的秸秆沼气集成技术在实际工程运行中可取得稳定、高效地运行效果。 展开更多

关键词 秸秆 沼气 集成技术 稳定高效 工程运行

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辣椒秆与LDPE共热解特性及其炭化产物还田适宜性评价

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作者 宋威 孟海波 +3 位作者 陈明松 王泽阳 安佳铭 丛宏斌 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期155-161,共7页

针对中国部分地区农作物秸秆与农膜处理难的问题,利用外加热热解工艺,开展了辣椒秸秆(CS,chili straw)与低密度聚乙烯(LDPE,low density polyethylene)的共热解试验,研究了不同掺混比和热解温度对共热解产物产率、特性及共热解炭还田指... 针对中国部分地区农作物秸秆与农膜处理难的问题,利用外加热热解工艺,开展了辣椒秸秆(CS,chili straw)与低密度聚乙烯(LDPE,low density polyethylene)的共热解试验,研究了不同掺混比和热解温度对共热解产物产率、特性及共热解炭还田指标的影响。结果表明,混合样品的分解主要有脱水、挥发分析出、聚合物降解和焦炭形成4个阶段。随着热解温度的升高,共热解炭的产率呈下降趋势,共热解气和共热解油的产率增加;共热解气的LHV(low heat value)处于8.6~14.5 MJ/m^(3)之间,共热解炭的LHV处于19.6~28.5 MJ/kg之间。此外,随着温度升高,共热解炭的挥发分逐渐减少,固定碳和灰分逐渐增加;共热解炭的比表面积处于0.4~2.2 m^(2)/g之间,与温度呈正相关,与掺混比呈负相关,共热解炭的pH值与温度呈正相关,整体处于10.1~12.5之间,掺混比对pH值的影响不明显;共热解炭的PAHs(polycyclic aromatic hydrocarbon)含量及TEQ(toxic equivalent quantity)毒性低于其他研究平均值,只有15%-500℃(LDPE质量分数为15%,在500℃热解)中PAHs总量超过EBC设定的优质级阈值(4 mg/kg)。高温条件下利于PAHs的分解,共热解炭用于还田应适当提高热解温度,为农村秸秆和农膜处理提供参考。 展开更多

关键词 热解 膜 辣椒秸秆 低密度聚乙烯 共热解特性 共热解炭 还田适宜性

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微好氧预升温序批式干发酵装置设计与应用 被引量：2

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作者 郭占斌 衣蕊 +3 位作者 赵立欣 冯晶 叶炳南 于佳动 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期346-354,共9页

为解决微好氧同步预升温序批式干发酵工艺实际运行过程中现有装备存在曝气不充分、喷淋均匀度低等问题,加快促进纤维物料降解和中间物质转化并提高产气效率,创新设计装备喷淋系统、曝气系统,优化集成了微好氧预升温序批式厌氧干发酵一... 为解决微好氧同步预升温序批式干发酵工艺实际运行过程中现有装备存在曝气不充分、喷淋均匀度低等问题,加快促进纤维物料降解和中间物质转化并提高产气效率,创新设计装备喷淋系统、曝气系统,优化集成了微好氧预升温序批式厌氧干发酵一体化装备,实现微好氧快速预升温、喷淋均匀接种、高效生产沼气。通过喷头特性比选出适合粘稠沼液循环的螺旋式喷嘴,并计算出当喷淋面积为0.6 m×0.6 m时,最佳喷头间距和管道直径分别为0.37 m和0.08 m,喷淋覆盖面积可达到物料表面积的87.33%。为方便物料进出,设计曝气管道对称分布在物料两侧,共设置6支平行曝气管,单侧管道间距和两端管道间距分别为0.5 m和0.7 m。集成装备并耦合微好氧同步预升温序批式干发酵工艺,通过长期试验确定实际运行中的多组反应器序批启动调控策略应为8组反应器,启动间隔为3 d,发酵周期为24 d。基于规模化奶牛养殖场对技术装备应用经济效益进行核算,得出投资回收周期约为4年,与传统湿法厌氧发酵技术相比减少了约1.3年。 展开更多

关键词 厌氧干发酵 微好氧预升温 发酵装备 喷淋系统 曝气系统

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汽爆预处理对废弃烤后烟叶产甲烷潜力的影响 被引量：9

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作者 黄弘毅 薛寒光 +3 位作者 李超 黎娟 王冠华 邵思 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1854-1861,共8页

为资源化利用涉烟有机废弃物,以废弃烤后烟叶为底物进行了中温厌氧发酵实验,通过对比研究蒸汽爆破预处理及5种汽爆条件对烤后烟叶产甲烷潜力的影响,探讨汽爆在烤后烟叶厌氧发酵中应用的可行性。结果表明:未处理烤后烟叶L0的生化产甲烷... 为资源化利用涉烟有机废弃物,以废弃烤后烟叶为底物进行了中温厌氧发酵实验,通过对比研究蒸汽爆破预处理及5种汽爆条件对烤后烟叶产甲烷潜力的影响,探讨汽爆在烤后烟叶厌氧发酵中应用的可行性。结果表明:未处理烤后烟叶L0的生化产甲烷潜力值高于绝大多数木质纤维素类废弃物,达到了252.7 mL·g-1VS,且产气周期短,是优良的发酵原料;烤后烟叶在汽爆过程中发生固液组分分离,液体糖难以完全回收进而影响产气。与L0相比,汽爆后烟叶的生化产甲烷潜力均有下降,L1~L5分别降低了11.6%、23.0%、24.0%、22.4%及26.3%。对于烤后烟叶,尽管汽爆预处理能打开物料结构,但也会导致液体糖分大量流失,甲烷产量下降。综合考虑产品价值和处理能耗等因素,在实际应用中直接将烤后烟叶进行厌氧发酵是更优的选择。 展开更多

关键词 厌氧发酵 烤后烟叶 蒸汽爆破 产甲烷潜力

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沼液预处理玉米秸秆产沼气工艺参数优化 被引量：8

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作者 王英琪 杨宏志 +2 位作者 孟海波 冯晶 魏程程 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第23期239-245,共7页

沼液作为厌氧发酵的废弃物处理存在困难,但沼液可以对秸秆类原料进行预处理,为沼液的综合利用提供可能。为优化沼液预处理玉米秸秆的条件,提高玉米秸秆厌氧消化产气量,该文以沼液预处理前后的纤维素、半纤维素、木质素含量以及产气量为... 沼液作为厌氧发酵的废弃物处理存在困难,但沼液可以对秸秆类原料进行预处理,为沼液的综合利用提供可能。为优化沼液预处理玉米秸秆的条件,提高玉米秸秆厌氧消化产气量,该文以沼液预处理前后的纤维素、半纤维素、木质素含量以及产气量为指标,根据CCD(centralcompositedesign)试验设计原理,选取沼液添加比例、温度和时间为因素,建立三者之间的模型。试验结果表明:随着预处理TS(total solid)的降低,时间的延长,木质纤维素的降解率越高,而温度在30℃时木质纤维素的降解率达到最大。从产气量来看木质纤维素降解率并不是越高越好,过分的追求木质纤维素的降解会对产气量产生影响,经过响应面法优化产气量后得出最佳的预处理工艺为:沼液添加比例19.08%、预处理温度(30±1)℃、预处理时间为5 d,总产气量可提高30.76%。 展开更多

关键词 沼气 消化 秸秆 沼液预处理 响应面 木质纤维素降解 产气量

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