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玉米秸秆和猪粪好氧-厌氧一体化产甲烷特性 被引量:1
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作者 王丽丽 宫旭妍 +2 位作者 王子聪 王忠江 赵晓聪 《农业工程学报》 北大核心 2025年第13期291-301,共11页
高固体负荷下的好氧预处理是一个好氧微生物的产热过程,能有效降低后续厌氧发酵过程原料的增温能耗。而目前好氧预处理过程通常采用强制连续通风或间歇通风,当环境温度较低时,冷空气易对微生物产生冲击,造成热量过度损失,降低好氧预处... 高固体负荷下的好氧预处理是一个好氧微生物的产热过程,能有效降低后续厌氧发酵过程原料的增温能耗。而目前好氧预处理过程通常采用强制连续通风或间歇通风,当环境温度较低时,冷空气易对微生物产生冲击,造成热量过度损失,降低好氧预处理过程的温升及预处理效果。该研究采用好氧-厌氧一体化发酵工艺,并在好氧预处理过程增设基于反应体系氧浓度变化的动态曝气,结合接种、渗滤液回流等手段,系统研究不同环境温度下,好氧预处理的温升特性、干式厌氧发酵的产甲烷(CH_(4))特性及一体化运行的能耗与产能。结果表明,好氧-厌氧一体化工艺能实现好氧预处理、干式厌氧发酵过程的稳定运行及好氧阶段到厌氧阶段的快速转换与无缝衔接;基于动态曝气的好氧预处理能显著提高原料的温度,在11.7~17.3℃环境温度范围内,预处理前72 h期间均可保持升温,曝气不加热时物料最高温度可达57.9℃,同时可产生一定量的挥发性脂肪酸,有效地促进了干式厌氧发酵的快速启动,并显著提高了CH_(4)产量;好氧预处理过程的动态曝气能耗较少,仅占一体化运行过程总能耗的7.64%~12.69%,而厌氧发酵过程的增温能耗占比达87.31%~92.36%;在3~5 mm秸秆粒径、曝气不加热的好氧预处理和20%总固体负荷(TS)、40%接种物添加量、渗滤液日回流4次的干式厌氧发酵的最优组合条件下,CH_(4)产率、单位电耗的CH_(4)产量和CH_(4)产能分别达到218.99 L/kg(以volatile solids VS计)、6.352 L/kWh和7.840 MJ/kg;各因素对CH_(4)产率的影响强度由强到弱依次为秸秆粒径、渗滤液日回流次数、TS、接种物添加量、曝气温度;固、液两相微生物群落在水解酸化和产CH_(4)两个阶段差异较大,液相中微生物群落的相对丰度随时间变化较大,而固相微生物群落的相对丰度较稳定。该研究可为干式厌氧发酵技术的推广应用,尤其北方寒区厌氧发酵成本的降低提供新的思路和基础依据。 展开更多
关键词 好氧预处理 干式厌氧发酵 动态曝气 一体化 玉米秸秆 猪粪 甲烷
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不同处理对沼气发电废气联合沼液低温培养微藻的影响 被引量:1
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作者 王忠江 薛宁 +2 位作者 刘博涵 王立达 王丽丽 《农业工程学报》 北大核心 2025年第8期233-241,共9页
随着沼气技术的发展,富含氮、磷的沼液和含有CO_(2)的沼气发电废气的处理问题日趋严峻。微藻生产可实现沼液和废气的同步净化,但中国北方冬季寒冷漫长,增温成本过高。为解决这一问题,该在研究在10℃条件下,沼气发电废气联合沼液低温培... 随着沼气技术的发展,富含氮、磷的沼液和含有CO_(2)的沼气发电废气的处理问题日趋严峻。微藻生产可实现沼液和废气的同步净化,但中国北方冬季寒冷漫长,增温成本过高。为解决这一问题,该在研究在10℃条件下,沼气发电废气联合沼液低温培养微藻的生长及污染物去除特性。结果表明,小球藻(Chlorella sp.)的沼液耐受能力较强,其生物质产量及污染物去除效果均随沼液添加量、CO_(2)浓度及通气流量的增加呈先升高后降低的趋势,叶绿素随CO_(2)浓度的增加持续增加;在10%沼液添加量、纳米气盘石曝气、8%CO_(2)浓度、1.2 L/min通气速率下,Chlorella sp.生物量干质量和蛋白质浓度分别达到2.43和1.46 g/L,总氮、氨氮、总磷和化学需氧量去除率分别达到83.73%、93.00%、93.83%和86.02%,为沼气发电废气联合沼液低温、低成本培养微藻提供基础依据。 展开更多
关键词 微藻 沼气发电废气 沼液 低温 CO_(2) 通气流量
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生物质可再生能源的研究进展及未来趋势
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作者 董晶华 姜莉 +1 位作者 朱志凌 霍淑平 《林业工程学报》 北大核心 2025年第6期22-32,共11页
全球能源格局正因气候变化和化石燃料的过度利用而逐步向可再生清洁能源转变,生物质能源因其在减少温室气体排放和促进循环经济方面的巨大潜力而备受瞩目。发展中国家利用生物质能源占总能源消耗的40%以上,但主要采取将生物质直接燃烧... 全球能源格局正因气候变化和化石燃料的过度利用而逐步向可再生清洁能源转变,生物质能源因其在减少温室气体排放和促进循环经济方面的巨大潜力而备受瞩目。发展中国家利用生物质能源占总能源消耗的40%以上,但主要采取将生物质直接燃烧等方式,发达国家更多将生物质通过高科技技术进行能源转换,占总能源消耗的11%。笔者探讨了当前生物质能源技术发展现状及未来发展趋势,分析了现有生物质能源转化形式(物理转化、热化学转化和生物转化)的技术优势与挑战。生物质物理转化技术具有工艺简便、成本低廉和环境兼容性佳等优势,然而其应用仍受限于能量密度偏低、原料适应性局限及规模化生产瓶颈等技术短板。热解、气化、燃烧、液化及焙烧等热化学转化技术为生物质能源的生产提供了多样性解决方案,但在反应效率、能耗、产物选择性等方面仍有很大改进空间;相比而言,厌氧消化、发酵、酶解及微生物燃料电池等生物转化技术在环境友好性方面优势显著,但在降本增效等方面的潜力同样有待进一步挖掘。生物质能源开发利用的长期成功依赖于其经济与环保等关键问题的解决,而政府有效政策的出台和实施,是推动科技变革、解决制约其发展的经济和环保问题、实现行业可持续发展的重要保障。此外,还从技术成熟度、政策驱动机制及市场需求3个维度,展望了生物质能源产业的可持续发展路径。 展开更多
关键词 生物质能源 可再生能源 热化学转化 环境影响 可持续性 经济影响
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牲畜粪污沼液培养微藻工艺参数优化
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作者 王忠江 周正 +2 位作者 王丽丽 赵晓聪 李美诺 《农业工程学报》 北大核心 2025年第10期243-253,共11页
该研究针对沼气工程副产物——沼液富含氮、磷,易引起二次污染的问题,以及沼液培养微藻过程多因素交互作用研究不足及培养温度、沼液稀释比例均较高的问题,基于4因素5水平二次正交旋转中心组合试验设计方法,采用牛粪和猪粪2种沼液,探索... 该研究针对沼气工程副产物——沼液富含氮、磷,易引起二次污染的问题,以及沼液培养微藻过程多因素交互作用研究不足及培养温度、沼液稀释比例均较高的问题,基于4因素5水平二次正交旋转中心组合试验设计方法,采用牛粪和猪粪2种沼液,探索沼液添加比、光照强度、CO_(2)浓度和温度对普通小球藻(Chlorella sp.,FACHB-1554)和肥壮蹄形藻(Kirchneriella obesa,FACHB-2104)的生长及养分去除的交互影响,并优化工艺条件,探寻降低培养温度、提高沼液添加比的可行性。结果表明,FACHB-1554和FACHB-2104生物量干质量均随着沼液添加比的增加先增加后减少,FACHB-1554对NH_(3)-N含量更高的猪粪沼液的耐受能力相对更强;CO_(2)能显著促进2种微藻的生长,且随着CO_(2)浓度的增加,FACHB-1554生物量干质量先增加后降低,而FACHB-2104生物量干质量则持续增加;对于2种微藻生长,沼液添加比比较CO_(2)浓度影响更强,光照强度和温度则相对较弱,而对于NH_(3)-N和TP去除率,均是温度影响强于沼液添加比,光照强度和CO_(2)浓度则相对较弱,且提高沼液添加比至25%~30%和降低培养温度至18℃实际可行;猪粪沼液培养FACHB-1554和牛粪沼液培养FACHB-2104的最优工艺条件分别为:沼液添加比为20%和10%、光照强度均为7 000 lx、CO_(2)浓度为10%和12.50%、温度为22℃和24℃,FACHB-1554和FACHB-2104最大生物量干质量分别达到0.832 g/L和0.648 g/L,NH_(3)-N去除率分别达到86.71%和77.14%,TP去除率分别达到89.31%和78.23%。研究可为沼液低成本培养微藻的深入研究提供基础依据,促进沼液高值化利用及微藻产业化发展。 展开更多
关键词 沼液 微藻 温度 光照强度 CO_(2)浓度 工艺优化
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黑翅土白蚁共生微生物对玉米秸秆生物降解作用研究
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作者 余婷 黄越 +3 位作者 李吴晗 周琪欢 陈翔 莫建初 《南京农业大学学报》 北大核心 2025年第4期859-869,共11页
[目的]本研究旨在探究黑翅土白蚁(Odontotermes formosanus)共生微生物在秸秆综合性应用中的潜能,为生产上秸秆的生物降解提供技术支撑。[方法]以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)平板为分离培养基,从黑翅土白蚁肠道和菌圃中用刚果红染色法筛选出... [目的]本研究旨在探究黑翅土白蚁(Odontotermes formosanus)共生微生物在秸秆综合性应用中的潜能,为生产上秸秆的生物降解提供技术支撑。[方法]以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)平板为分离培养基,从黑翅土白蚁肠道和菌圃中用刚果红染色法筛选出7种具有木质纤维素降解潜力的微生物。进一步鉴定后测定木质纤维素降解优势酶活性并进行菌株间相互作用的研究。构建固-液发酵体系,评估不同微生物与其组合菌系对玉米(Zea mays)秸秆的降解效果;同时,利用扫描电子显微镜、X射线晶体衍射和傅里叶红外光谱对玉米秸秆生物降解前后的理化性质进行分析。[结果]本研究分离得到的二叉毛壳属(Dichotomopilus sp.)真菌F1具有较强的纤维素降解能力,处理12 d即能对玉米秸秆中的纤维素有28.74%的降解率;普里斯特氏菌属(Priestia sp.)细菌G1、芽胞杆菌属(Bacillus sp.)细菌G2、二叉毛壳属真菌F1和青霉菌属(Penicillium sp.)真菌F2四种菌组成的复合菌系对玉米秸秆木质纤维素的降解效果最佳,处理12 d对玉米秸秆的干物质、纤维素、半纤维素和木质素降解率分别为23.65%、23.84%、46.39%和27.08%。同时,玉米秸秆表面结构分崩离析,结晶度由38.02%下降至33.63%,木质纤维素化学键强度减弱。[结论]本研究发掘了极具秸秆降解潜能的菌株二叉毛壳属真菌F1,以其为基础构建了高效的四菌降解菌系,在产业化利用上具有进一步开发潜能,为农作物秸秆的综合利用奠定了基础。 展开更多
关键词 黑翅土白蚁 共生微生物 玉米秸秆 木质纤维素 生物降解
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沼液联合玉米秸秆对肥壮蹄形藻兼养生长特性的影响
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作者 王丽丽 刘芳静美 +2 位作者 宫旭妍 李美诺 赵晓聪 《农业工程学报》 北大核心 2025年第16期231-241,共11页
富含氮磷的沼液、秸秆的水解产物能为微藻生长提供优质的氮源、有机碳源,提高微藻的兼养生长能力。该研究旨在解决微藻光合自养生物质产量低、环境适应性差及培养成本高的问题,以肥壮蹄形藻为对象,研究沼液联合玉米秸秆培养微藻的生长... 富含氮磷的沼液、秸秆的水解产物能为微藻生长提供优质的氮源、有机碳源,提高微藻的兼养生长能力。该研究旨在解决微藻光合自养生物质产量低、环境适应性差及培养成本高的问题,以肥壮蹄形藻为对象,研究沼液联合玉米秸秆培养微藻的生长及污染物去除特性。结果表明,添加秸秆能显著提高微藻的生物量产量,且微藻能通过兼养及附着在秸秆表面提升其对高浓度沼液及低温、低光照条件的耐受能力,并提高微藻脂质、碳水化合物的含量;沼液的养分及秸秆的水解产物均能被微藻有效利用及去除,在沼液添加量为30%条件下,悬浮和附着微藻的最优生物量总产量及脂质质量分数分别达到2.81 g/L和20.43%,此时总氮、氨氮、总磷和化学需氧量的去除率分别达到87%、88%、95%和90%,且光照和曝气速率可分别降至2000 lx和1.0 L/min;联合培养过程中,促进木质纤维水解和菌藻共生的拟杆菌门(Bacteroidota)和疣微菌门(Verrucomicrobiota)及有助于微藻分泌胞外聚合物的成对杆菌属(Dyadobacter)的相对丰度均升高,而蓝藻门(Cyanobacteria)几乎消失;通过3因素3水平正交优化试验得到,最优工艺条件为28%沼液添加量、4 310 lx光照强度、1.13 L/min曝气速率,最优微藻生物量总产量提高至2.83 g/L。研究结果可为微藻低成本培养及秸秆基质化培养微藻的深入研究提供基础依据,促进寒区微藻产业的发展。 展开更多
关键词 沼液 玉米秸秆 微藻 兼养生长 光照 曝气速率
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生物强化青贮预处理对甜高粱厌氧消化产甲烷效果影响 被引量:1
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作者 董斌彦 尹鑫 +3 位作者 任海伟 田辉 王昱 李金平 《农业工程学报》 北大核心 2025年第13期272-280,共9页
为探讨不同类型添加剂对甜高粱青贮预处理的强化作用和厌氧消化产甲烷效能影响,比较研究了瘤胃液、沼液、纤维素酶、木聚糖酶等4种添加剂对甜高粱木质纤维组分和微观结构变化的影响,并重点从产甲烷进程、消化液特征、系统稳定性等角度... 为探讨不同类型添加剂对甜高粱青贮预处理的强化作用和厌氧消化产甲烷效能影响,比较研究了瘤胃液、沼液、纤维素酶、木聚糖酶等4种添加剂对甜高粱木质纤维组分和微观结构变化的影响,并重点从产甲烷进程、消化液特征、系统稳定性等角度探索青贮强化预处理对甜高粱能源转化效益影响的差异性。结果表明,与原料相比,青贮强化预处理能使甜高粱中的半纤维素和木质素分别减少14.67%~30.99%和10.30%~47.23%,纤维素含量增加6.32%~35.93%,相对结晶指数CrI增加1.34%~13.08%,且延长预处理时间有助于瓦解木质纤维素抗降解屏障结构。青贮甜高粱的厌氧消化系统运行稳定,整个消化过程保持适宜pH值(7.73~8.25)和氨氮浓度(1350~1600 mg/L)。青贮预处理能有效缩短厌氧消化延滞期0.8~1.37 d,日产甲烷量和累积产甲烷量分别提高了24.32%和7.91%。从经济效益角度分析,所有青贮预处理组的产甲烷收益均明显高于原料,尤其沼液作为强化添加剂最为经济有效(681.73元/t)。因此,结合沼气工程运行实际,推荐使用沼液作为青贮强化预处理的添加剂,不仅能提高甜高粱的能源转化效率,还能降低规模化沼气工程处理沼液的成本,实现沼液资源的循环利用。 展开更多
关键词 甜高粱 青贮预处理 生物强化 厌氧消化 经济效益分析
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微波热解技术在制备生物炭中的应用及研究进展 被引量:1
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作者 张云松 庞赟佶 +3 位作者 许嘉 陈义胜 王丽 屈忠义 《材料导报》 北大核心 2025年第11期271-277,共7页
在将生物质转化为生物炭的过程中,与传统热解技术相比,微波热解技术显著提高了生物炭的转化效率,并改善了其品质。本文综述了微波热解技术对生物炭产量和质量的影响,并指出这些影响与原料种类、微波功率及热解条件等因素密切相关,表明... 在将生物质转化为生物炭的过程中,与传统热解技术相比,微波热解技术显著提高了生物炭的转化效率,并改善了其品质。本文综述了微波热解技术对生物炭产量和质量的影响,并指出这些影响与原料种类、微波功率及热解条件等因素密切相关,表明优化这些因素对确保生物炭最佳产出至关重要。同时,生物炭作为微波热解的产物,在降解焦油方面表现出卓越性能,进一步展示了其在清洁能源应用领域的重要价值。本文意在阐述微波热解技术在提升生物炭转化效率与降解焦油方面的作用,重点总结了影响生物炭产量和质量的因素,展示了该技术在提高能源利用效率和环境友好性方面的显著优势。 展开更多
关键词 微波热解技术 生物炭产量 生物炭质量 焦油 清洁能源
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碳中和导向下中国生物质能消费分析 被引量:1
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作者 李峰 张舒涵 +1 位作者 邵天铭 庞军 《全球能源互联网》 北大核心 2025年第2期192-200,共9页
生物质能替代化石燃料是减少碳排放的有效途径,而生物质能配备碳捕集与封存(bioenergy with carbon capture and storage,BECCS)技术更是实现碳中和的关键支撑技术。利用本土化改进中国能源系统的全球变化分析模型(Global Change Analys... 生物质能替代化石燃料是减少碳排放的有效途径,而生物质能配备碳捕集与封存(bioenergy with carbon capture and storage,BECCS)技术更是实现碳中和的关键支撑技术。利用本土化改进中国能源系统的全球变化分析模型(Global Change Analysis Model,GCAM),详细考虑生物质能在中国各能源部门的应用,模拟分析碳中和导向下未来中国生物质能消费。情景结果表明:①柴等传统生物质在2030年后基本完全退出使用,现代生物质能在2030年后开始迅速发展,到2060年,生物质能占中国一次能源消费15%;②未来,中国生物质能呈现发电和炼油为主导的多元化发展趋势,到2060年,发电和炼油共占中国生物质能消费近80%,生物质发电占全国总发电量6%,生物燃油占全国液体燃料总产量42%;③中国生物质能需要大幅配备碳捕集与封存(carbon capture and storage,CCS)技术,到2060年,86%的生物质在应用过程中配备CCS,BECCS年捕集量达15亿t CO_(2)。 展开更多
关键词 生物质能 碳中和 综合评估模型 BECCS
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添加剂对杂交狼尾草青贮品质及厌氧消化性能的影响
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作者 冯茜丹 杨欣 +2 位作者 宋浪贤 孙永明 李连华 《农业工程学报》 北大核心 2025年第18期235-243,共9页
为提高杂交狼尾草青贮品质和产甲烷性能,该研究分析了乳酸菌菌剂及酒糟添加剂对杂交狼尾草青贮和厌氧消化性能的协同影响,并利用高通量测序技术分析青贮及厌氧消化过程中微生物群落的变化情况,探讨关键的微生物代谢网络。结果表明,与青... 为提高杂交狼尾草青贮品质和产甲烷性能,该研究分析了乳酸菌菌剂及酒糟添加剂对杂交狼尾草青贮和厌氧消化性能的协同影响,并利用高通量测序技术分析青贮及厌氧消化过程中微生物群落的变化情况,探讨关键的微生物代谢网络。结果表明,与青贮过程无添加剂组(CK)相比,乳酸菌菌剂和酒糟复合添加剂可使青贮样品的pH值和总氨氮浓度分别降低至4.77和67.6 mg/L,并且乙酸浓度提高8%;青贮有益微生物乳酸杆菌属(Lactobacillus)的相对丰度提高了7%~231%。厌氧消化阶段,添加乳酸菌菌剂和酒糟复合添加剂的青贮杂交狼尾草的累积产甲烷率达到322.97 mL/g(以挥发性固体计),较鲜草组提高了65%。厌氧消化系统中的优势微生物为梭状芽孢杆菌(Clostridium_sensu_stricto_1)、土孢杆菌属(Terrisporobacter)、甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)和甲烷短杆菌属(Methanobrevibacter),产甲烷途径以乙酸营养型和氢营养型为主。乳酸菌菌剂和酒糟复合添加剂可协同提升杂交狼尾草青贮品质和厌氧消化性能,不仅实现了杂交狼尾草等青绿原料的高效存储,还提高了原料的能源转化效率,对于支撑国家“双碳”目标及推动可再生能源发展具有重要意义。 展开更多
关键词 杂交狼尾草 青贮 厌氧消化 乳酸菌 酒糟
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烘焙玉米秸秆成型及燃烧特性试验研究
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作者 栾积毅 刘壮 +3 位作者 罗瑶 韩平 徐康润 邵东伟 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第5期184-192,共9页
为研究不同烘焙参数对生物质成型及燃烧特性的影响,以玉米秸秆为原料,获得不同烘焙参数下的烘焙产物。在不添加黏结剂的条件下将烘焙产物压缩成型,分析其密度、吸水性和抗跌碎性,并利用同步热分析仪对成型燃料进行燃烧试验,计算其着火... 为研究不同烘焙参数对生物质成型及燃烧特性的影响,以玉米秸秆为原料,获得不同烘焙参数下的烘焙产物。在不添加黏结剂的条件下将烘焙产物压缩成型,分析其密度、吸水性和抗跌碎性,并利用同步热分析仪对成型燃料进行燃烧试验,计算其着火温度、燃尽时间、燃尽温度、综合燃烧特性指数。结果表明:烘焙可以改善玉米秸秆成型燃料的理化和燃烧特性。同一烘焙时间,随温度升高,成型密度逐步增加,吸水率下降,抗跌碎率略有下降,着火温度、燃尽时间和燃尽温度逐渐增加,综合燃烧特性指数先上升再减小;同一烘焙温度,随时间延长,成型密度增加,吸水率下降,抗跌碎率先升高再下降,着火温度、燃尽时间和燃尽温度先上升再略有下降,综合燃烧特性指数先下降再略有上升。烘焙温度为260℃,烘焙时间为20 min时,成型效果最好;烘焙温度为260℃,烘焙时间为10 min时,燃烧特性最好。 展开更多
关键词 生物质 玉米秸秆 烘焙 热重分析 燃烧特性
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河南省小麦根茬资源分布及能源化利用潜力分析
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作者 潘晓慧 杨乐 +4 位作者 李耀东 李刚 刘新新 贺超 焦有宙 《可再生能源》 北大核心 2025年第5期577-584,共8页
文章通过综合调研、实验测试和统计分析,对河南省小麦根茬资源的分布特征、燃烧特性以及能源化利用潜力进行了深入分析。研究结果显示:河南省小麦根茬理论资源量为5430.4万t,可收集资源量为3964.2万t,可折算为2391.1万t标准煤,其中驻马... 文章通过综合调研、实验测试和统计分析,对河南省小麦根茬资源的分布特征、燃烧特性以及能源化利用潜力进行了深入分析。研究结果显示:河南省小麦根茬理论资源量为5430.4万t,可收集资源量为3964.2万t,可折算为2391.1万t标准煤,其中驻马店、商丘、周口和南阳4市的根茬资源较为丰富,约占河南省根茬资源理论总量的1/2;对河南省不同地区的小麦根茬样品进行工业分析,得到其灰分含量为10.30%~16.30%,挥发分含量为62.78%~69.10%,固定碳含量为8.50%~14.74%,热值为17.10~18.31 MJ/kg,可能源化利用的小麦根茬资源的总热量为6.99×1011MJ。小麦根茬资源的分布情况和能源化利用潜力的初步分析可为小麦根茬资源的合理开发和利用提供重要的参考和依据。 展开更多
关键词 河南省 小麦根茬 资源分布 工业分析 燃烧特性 能源化
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用于气流床气化的稻壳原料特性及其影响
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作者 蒋春喜 林定标 +4 位作者 卞耀 周威 陆海峰 郭晓镭 刘海峰 《化工进展》 北大核心 2025年第9期4937-4944,共8页
气流床气化技术对原料粒径要求较高,因粒径对其输送性能、气化效率及产品质量等诸多方面存在显著影响。本文以生物质气流床气化为背景,以农业废弃物稻壳为实验原料,探究了粒径对粉体形貌特征、流动性能及反应活性的影响。结果表明,减小... 气流床气化技术对原料粒径要求较高,因粒径对其输送性能、气化效率及产品质量等诸多方面存在显著影响。本文以生物质气流床气化为背景,以农业废弃物稻壳为实验原料,探究了粒径对粉体形貌特征、流动性能及反应活性的影响。结果表明,减小粒径可以改善稻壳粉的各向异性,增加气流床工艺对生物质原料的适应性,有利于解决生物质多样性、区域性和季节性等难题。稻壳粉堆积密度随粒径减小,呈现出先增大后减小的趋势,小粒径时颗粒间相互作用和大粒径时颗粒针状特征,是导致床层堆积结构疏松、空隙率较大的主要原因。稻壳粉下料流率随粒径先增大后减小,对于大粒径稻壳粉,在下料过程中重力占据主导作用,Beverloo模型预测较为准确;而对于粒径小于100μm的稻壳粉,颗粒间作用力的影响无法忽视,通过修正这一影响因素使得模型预测更接近实验值。粒径越小,稻壳粉的反应速率越快;但大粒径稻壳粉仍然具有很高的反应活性。因此,对于生物质气流床气化,当使用如稻壳粉等反应活性较佳的原料时,可适当提高入炉原料粒径以减少制粉成本。本研究对稻壳等农业废弃物的转化利用具有一定参考意义。 展开更多
关键词 生物质 气流床 气化 流动性 颗粒形貌 活性
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沼液深浅孔分根交替灌溉对番茄根系特征及产量品质的影响
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作者 郑健 王有斌 +1 位作者 撒青林 王燕 《干旱地区农业研究》 北大核心 2025年第3期71-79,89,共10页
为探索沼液深浅孔分根交替灌溉对番茄根系形态和品质的影响,设置3个沼液配比(B_(1):1∶2,B_(2):1∶4,B_(3):1∶6;沼液∶水,体积比)和4种灌溉方式(I_(0):地表灌溉,I_(1):5 cm孔深分根交替灌溉,I_(2):10 cm孔深分根交替灌溉,I_(3):5 cm和1... 为探索沼液深浅孔分根交替灌溉对番茄根系形态和品质的影响,设置3个沼液配比(B_(1):1∶2,B_(2):1∶4,B_(3):1∶6;沼液∶水,体积比)和4种灌溉方式(I_(0):地表灌溉,I_(1):5 cm孔深分根交替灌溉,I_(2):10 cm孔深分根交替灌溉,I_(3):5 cm和10 cm孔深分根交替灌溉),采用盆栽试验探求沼液配比和灌溉方式对番茄根系形态、干物质量、产量、水分利用效率和品质的影响,同时应用TOPSIS法、对称交互熵多属性排序法、VIKOR法和灰色关联分析法等独立评价方法对番茄综合效益进行评价,并采用均值法、模糊Borda法和Copeland法对独立评价结果进行组合评价进而提出最优处理。结果表明:B_(2)I_(3)处理干物质量最大,较B_(2)I_(0)、B_(2)I_(2)、B_(2)I_(1)处理分别增加30.35%、17.92%、5.94%;各处理番茄根系直径主要集中在0~2 mm, B_(2)I_(3)处理的根长、根体积、表面积、根尖数和根系活力均为最高值;B_(2)I_(0)处理产量最高(2.34 kg·株^(-1)),B_(2)I_(3)处理水分利用效率最高(98.43±0.29 kg·m^(-3));综合评价结果表明,B_(2)I_(3)处理为最优处理。研究可为改进沼液穴灌技术、促进该技术在设施农业中的推广应用提供理论支撑。 展开更多
关键词 分根交替灌溉 沼液 根系特征 产量品质 组合评价
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基于LCA的沼气工程3种沼液处理工艺综合效益分析
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作者 陈理 Muhammad Yousuf +3 位作者 陈帅宇 马明旭 赖有春 柳珊 《可再生能源》 北大核心 2025年第7期869-877,共9页
为评价沼气工程全生命周期的环境影响,文章采用生命周期评价的方法对沼气工程3种沼液处理模式的环境影响进行分析,比较了沼气工程不同阶段的环境影响。以山东MH公司二期沼气工程为例,该沼气工程的全生命周期包含原料与发酵阶段、固液分... 为评价沼气工程全生命周期的环境影响,文章采用生命周期评价的方法对沼气工程3种沼液处理模式的环境影响进行分析,比较了沼气工程不同阶段的环境影响。以山东MH公司二期沼气工程为例,该沼气工程的全生命周期包含原料与发酵阶段、固液分离阶段、沼气利用阶段、沼液储存与利用阶段和沼液、沼渣运输阶段,其中沼液利用阶段设置为固液分离后直接还田、增加氨吹脱工艺后还田和增加膜浓缩工艺后还田3种模式。研究结果表明:该沼气工程3种沼液处理模式的环境综合影响潜值分别为-0.044 6,-0.038 2,-0.023 0,沼液固液分离后直接还田具有最佳的环境效益;该沼气工程年均收入为9 280.40万元,财务净现值为45 849.75万元,项目净收益为28 774.90万元,财务内部收益率为43.26%,各项指标均表明MH公司二期沼气工程具有良好的经济收益。 展开更多
关键词 沼气工程 生命周期评价 环境影响 氨吹脱 膜浓缩
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生物质致密成型模孔受力与数值模拟分析
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作者 王乾安 王禹 武凯 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第1期121-125,130,共6页
分析了生物质致密成型单孔试验装置的受力状况,推导了成型模具内壁法向应力与外壁周向应变的关系式。结合有限元法对成型过程进行了数值模拟,以木屑为对象分析了压制速度和含水率对模孔内壁法向应力的影响,并进行了试验验证。结果表明,... 分析了生物质致密成型单孔试验装置的受力状况,推导了成型模具内壁法向应力与外壁周向应变的关系式。结合有限元法对成型过程进行了数值模拟,以木屑为对象分析了压制速度和含水率对模孔内壁法向应力的影响,并进行了试验验证。结果表明,压缩速度和含水率都对模孔受力影响显著,压缩速度为80mm/min,含水率为10%时,模孔内壁法向应力最小。通过测量模具外壁周向应变来获得对应内壁法向应力这一方法是可行的,增大压缩速度、减小含水率均能使模孔内压减小。提出的方法对研究成型过程中物料与模具的接触、模具的应力场分布有重要价值。 展开更多
关键词 生物质 致密成型 模孔 应力 数值模拟
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生物炭对烟草废弃物高温厌氧消化过程的影响
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作者 孙照勇 何金庭 +4 位作者 苟敏 金立锋 罗文锋 汤岳琴 李锋 《中国沼气》 2025年第1期28-34,共7页
为探究烟草废弃物高温厌氧消化过程中烟碱含量对发酵效果的影响及生物炭辅助下的解抑增效潜力和机制;以烤后废弃烟叶为原料,研究了不同烟碱含量及生物炭添加对其高温厌氧消化过程和活性微生物群落的影响;低含量烟碱(≤2 g·L^(-1))... 为探究烟草废弃物高温厌氧消化过程中烟碱含量对发酵效果的影响及生物炭辅助下的解抑增效潜力和机制;以烤后废弃烟叶为原料,研究了不同烟碱含量及生物炭添加对其高温厌氧消化过程和活性微生物群落的影响;低含量烟碱(≤2 g·L^(-1))对烟叶厌氧消化过程具有促进作用,但烟碱含量达到3 g·L^(-1)时甲烷产量较未添加烟碱的实验组下降了18.4%。不同烟碱含量(0~3 g·L^(-1))添加生物炭对甲烷产量的提升率分别达到了126%~195%。Gompertz模型拟合结果表明,生物炭添加缩短了甲烷生产延滞时间且显著提高了甲烷生成速率。结合活性微生物群落结构分析,烟叶高温厌氧消化过程产甲烷古菌活性低是造成甲烷产量低的主要原因,而高浓度烟碱加剧了产甲烷菌抑制。结果证明:生物炭添加导致产甲烷菌群落由氢营养型产甲烷途径向氢和乙酸营养型产甲烷途径共存转变,是提高烟叶厌氧消化效率的主要原因;烟碱是烟草废弃物高温厌氧消化过程中的重要抑制因子,其抑制临界浓度为2~3 g·L^(-1),生物炭添加通过改变产甲烷群落代谢途径促进了厌氧消化过程。 展开更多
关键词 烟草废弃物 高温厌氧消化 甲烷 烟碱 生物炭
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不同粒径玉米秸秆对鸡粪厌氧发酵过程与产气性能影响规律研究
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作者 邢向欣 李靖 +3 位作者 吴景贵 赵国明 裴海林 袁存亮 《农业与技术》 2025年第9期53-57,共5页
为研究不同粒径玉米秸秆(0.25cm、0.5cm、1cm、2cm)在不同发酵浓度(8%、12%、14%)下与鸡粪混合厌氧发酵的产气规律。通过实验室自制厌氧发酵反应器试验,进行厌氧产气性能测定。结果表明:不同粒径玉米秸秆与鸡粪混合厌氧发酵时浓度在8%~... 为研究不同粒径玉米秸秆(0.25cm、0.5cm、1cm、2cm)在不同发酵浓度(8%、12%、14%)下与鸡粪混合厌氧发酵的产气规律。通过实验室自制厌氧发酵反应器试验,进行厌氧产气性能测定。结果表明:不同粒径玉米秸秆与鸡粪混合厌氧发酵时浓度在8%~14%的区间范围内,厌氧产气情况会随粒径的减少与浓度的降低而升高,当玉米秸秆粒径为0.25cm,发酵浓度为8%时,与鸡粪混合发酵累积产气量最高,可达3872mL,最高日产气量可维持在274mL,且纤维素及半纤维素降解率可达44.91%与21.30%。由此可见,针对鸡粪厌氧发酵时,选取较低发酵浓度并添加小粒径玉米秸秆会促进厌氧发酵进程,并且添加玉米秸秆还可调节厌氧环境下的碳氮比,提高厌氧产气能力。 展开更多
关键词 玉米秸秆 鸡粪 不同粒径 厌氧产气能力
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水稻秸秆不同预处理方式对沼气产量影响的Meta分析
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作者 宋贤冲 刘军 +6 位作者 柯琴 黄华杰 毛纯 杨敏旋 赵隽宇 蒋湖波 唐健 《中国沼气》 2025年第1期35-44,共10页
定量分析水稻秸秆不同预处理方式对沼气产量影响的综合效应,旨在明确不同预处理方式的影响,为后续针对水稻秸秆采取更合理有效的预处理方式提供参考。运用Meta分析方法将中文数据库中已发表的有关水稻秸秆和预处理对沼气产量影响的文献... 定量分析水稻秸秆不同预处理方式对沼气产量影响的综合效应,旨在明确不同预处理方式的影响,为后续针对水稻秸秆采取更合理有效的预处理方式提供参考。运用Meta分析方法将中文数据库中已发表的有关水稻秸秆和预处理对沼气产量影响的文献进行检索和筛选,共选出有效文献54篇,有效数据565对。结果表明:1)与不进行预处理相比,物理预处理方式对沼气产量的合并效应量(SMD)=1.27,差异极显著(p<0.0001);化学预处理方式对沼气产量的合并效应量(SMD)=2.05,差异极显著(p<0.00001);生物预处理方式对沼气产量的合并效应量(SMD)=1.00,差异显著(p<0.05);联合预处理方式对沼气产量的合并效应量(SMD)=4.29,差异极显著(p<0.00001)。4种预处理方式对沼气产量的影响排序为联合预处理>化学预处理>物理预处理>生物预处理。2)化学预处理方法分为碱性、酸性和其他化学预处理3个亚组,影响排序为碱性预处理>酸性预处理>其他化学预处理。不同预处理方式对沼气产量均有显著促进作用,联合预处理方式对沼气产量的影响效应最大。未来,物理预处理、化学预处理与微生物预处理相结合的联合预处理模式将成为主导的预处理模式。 展开更多
关键词 META分析 水稻秸秆 预处理 沼气产量
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牛粪与玉米秸秆高浓度混合厌氧发酵产气性能及动力学解析
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作者 习彦花 王馨芝 +4 位作者 李旭 魏帅强 孙立博 吕亚天 程辉彩 《环境保护科学》 2025年第4期79-85,共7页
厌氧发酵是农牧有机废弃物资源化利用的有效手段,为明确多元物料混合厌氧发酵对产甲烷性能的协同强化效果,研究了中温(35±1)℃和干物质(Total Solids,TS)浓度为13%时,牛粪和玉米秸秆作为混合原料厌氧发酵的产气性能,并应用修正的Go... 厌氧发酵是农牧有机废弃物资源化利用的有效手段,为明确多元物料混合厌氧发酵对产甲烷性能的协同强化效果,研究了中温(35±1)℃和干物质(Total Solids,TS)浓度为13%时,牛粪和玉米秸秆作为混合原料厌氧发酵的产气性能,并应用修正的Gompertz方程对产甲烷动力学过程进行分析。结果表明:不同配比的牛粪和玉米秸秆混合厌氧发酵均具有明显的协同作用,协同效应指数为4.90%~38.40%;当二者TS混合比例为50∶50时,累积产气量和挥发性物质(Volatile Solids,VS)产气率最大达到了4624.5和409.25 mL/g,比单一物料厌氧发酵分别提高了52.75%和22.12%。产甲烷动力学分析结果表明,物料混合比例是影响厌氧发酵产气效果的重要因素,当粪秸TS比例为50∶50时具有最大TS产气潜能371.02 mL/g、最大产气速率29.05 mL/(g·d)以及较短的迟滞时间7.31 d。该结果可为农牧有机废弃物的多元物料混合厌氧发酵产沼气技术提供基础支撑。 展开更多
关键词 牛粪 玉米秸秆 厌氧发酵 协同作用 产甲烷动力学
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