沼氣原位提純方法及其反應(yīng)器設(shè)計(jì)研究.pdf

1、沼氣作為可再生能源，具有替代天然氣的潛力。而通過(guò)嗜氫產(chǎn)甲烷途徑提純沼氣已經(jīng)成為原位提純沼氣的重要研究方向之一。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)一系列的研究，使用自行設(shè)計(jì)的新型厭氧反應(yīng)器進(jìn)行沼氣原位提純實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了嗜氫產(chǎn)甲烷途徑的提純效果。具體工作如下:
　　(1)餐廚垃圾外源加氫厭氧消化實(shí)驗(yàn)中，A、B和C組平均甲烷含量分別為62.72％、19.09％和26.56％。實(shí)驗(yàn)第5天時(shí)，C組的總酸含量相對(duì)于A組增加了15.95％，其中乙酸的增量占總酸增量的47

2、.1％。
　　(2)向以餐廚垃圾為原料的中溫厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)中分別添加四種不同金屬粉末，結(jié)果發(fā)現(xiàn)鐵能夠有效強(qiáng)化甲烷富集。厭氧消化穩(wěn)定后鐵粉組的平均甲烷含量為85.20％相對(duì)于對(duì)照組的67.58％，提高了26.07％，到培養(yǎng)后期鐵粉組甲烷含量最高可達(dá)98.87％。鐵粉組的累積甲烷產(chǎn)量比對(duì)照組提高8.26％。其中金屬粉末還原反應(yīng)生成的H2還原CO2轉(zhuǎn)化而成的CH4，占增長(zhǎng)量的12.67％。
　　(3)在設(shè)計(jì)新型厭氧反應(yīng)器的過(guò)程中，使

3、用Fluent軟件對(duì)氣液兩相流場(chǎng)數(shù)值進(jìn)行模擬計(jì)算，分別對(duì)折流板的數(shù)量、寬度和間距進(jìn)行考察。分別從豎剖面速度分布、折流板下表面含氣率和流板下表面氫氣X方向速度徑向分布情況三個(gè)方面比較，得出最佳組合為寬度31.5mm，板間距75mm和折流板數(shù)量4個(gè)。
　　(4)使用新型厭氧反應(yīng)器進(jìn)行嗜氫產(chǎn)甲烷實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)提純前平均甲烷含量為66.39％，日產(chǎn)甲烷量為0.73L/d;提純后最高甲烷含量可達(dá)86.74％，日產(chǎn)甲烷量為0.94L/d，嗜氫