玉米秸稈生物發(fā)酵高氫沼氣技術(shù)研究.pdf

1、世界經(jīng)濟的快速發(fā)展和人口的極速增長，無疑對能源的需求與日俱增。國際化石能源價格的不斷飆升，石油、煤炭、電力資源日趨緊張，大量使用化石能源所帶來的環(huán)境的急性惡化，開發(fā)和利用綠色能源成為必然趨勢[1-2]。
　　當(dāng)前國內(nèi)外眾多學(xué)者分別就沼氣發(fā)酵和生物制氫中存在的問題都作出研究和討論，但在如何利用成熟的沼氣厭氧發(fā)酵和生物制氫工藝技術(shù)實現(xiàn)高氫沼氣發(fā)酵工藝方面的研究甚少。
　　本論文是在國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項“沼氣全面替代農(nóng)戶

2、家庭商品用能的組合設(shè)備及技術(shù)研究”（項目編號:201303099）的資助下完成的。由于外界溫度和反應(yīng)液的pH能顯著影響細(xì)菌的生長和產(chǎn)氫情況，本文通過選取五種不同的溫度和六種不同的溶液pH，分別觀測在不同的兩種實驗因素下隨發(fā)酵時間發(fā)酵過程中H2體積百分含量、H2總產(chǎn)氣量、CH4體積百分含量、CH4總產(chǎn)氣量和累計總產(chǎn)氣量的情況，探究兩種因素對秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣和產(chǎn)氫的影響，為秸稈厭氧發(fā)酵生產(chǎn)高氫沼氣工藝規(guī)?；芯刻峁┝艘欢ǖ目茖W(xué)參考。實驗結(jié)果

3、表明:
　　(1).秸稈厭氧發(fā)酵獲得H2的時間為發(fā)酵開始后80h內(nèi)，產(chǎn)氣中H2體積百分含量趨勢為先升高后下降，產(chǎn)氫時間與發(fā)酵液pH值不斷降低的時間相一致。
　　(2).在初始pH值7.0實驗條件下，25℃、30℃、35℃和40℃4種不同溫度下厭氧發(fā)酵時，40℃在同一時刻產(chǎn)氣中H2體積百分含量最高，整個過程中H2的總產(chǎn)量也是最高的，但是在對比試驗過程中40℃條件下CH4量和產(chǎn)氣總量不高，其溶液的pH值一直處于下降狀態(tài)且沒有回升

4、跡象，過度的酸化導(dǎo)致實驗后期產(chǎn)氣速率很低;25℃和35℃時總產(chǎn)氫量相近，相比35℃能夠獲得更高的總產(chǎn)氣量和CH4量，總產(chǎn)氫量約為40℃時的70％，溶液發(fā)酵前期酸化后能很快恢復(fù)到適合產(chǎn)氣的穩(wěn)定狀態(tài);30℃產(chǎn)氫、產(chǎn)CH4和總產(chǎn)氣量均低于其他三種情況。因此35℃為厭氧發(fā)酵生產(chǎn)高氫沼氣工藝條件。
　　(3).在35℃恒溫條件下，5.65、5.90、6.53、7.53、8.14、8.936種不同初始pH值下厭氧發(fā)酵時，初始pH值5.65和5

5、.90條件下的產(chǎn)氣中H2體積百分含量和總產(chǎn)氫量均是最高的，但是兩種情況下發(fā)酵過程中溶液酸堿度pH值在90h降至最低5.30后沒有回升跡象，過度的酸化導(dǎo)致發(fā)酵液產(chǎn)氣量迅速降低，實驗后期產(chǎn)氣停止，兩種初始pH值下CH4體積百分含量、CH4量和總產(chǎn)氣量均是最低;初始pH值7.53和8.14兩種情況下CH4體積百分含量和CH4總產(chǎn)量比較接近，均高于其他四種情況，初始pH值8.14發(fā)酵過程H2體積百分含量高于7.53，其H2總產(chǎn)量是7.53的兩倍