温度对4种不同粪便厌氧消化产气效率及消化时间的影响

为研究温度和粪便厌氧消化产气效率及消化时间的关系,该试验通过自行研究设计的可控性恒温发酵装置,以猪粪、牛粪、鸡粪和人粪为消化原料,以常温厌氧发酵池的底物为接种物,在25～40℃温度范围内,以5℃为梯度,进行了批量厌氧消化试验,研究了不同粪便厌氧消化的产气量、消化时间和最优消化温度。结果显示,影响猪粪、牛粪、鸡粪和人粪厌氧消化的最优消化温度及相应的消化时间和最大干物质累积产气量分别为(35.9℃,81d,0.495L/g),(33.8℃,74d,0.398L/g),(32.2℃,73d,0.324L/g)和(25.1℃,84d,0.294L/g)。不同粪便厌氧消化在其最优消化温度范围内产气速率最大,产气量随着温度的升高而增大;当超出最优温度范围,产气速率减小,产气量下降。消化时间不是随着温度的升高而缩短,单一以温度来断定消化时间的长短是不切合实际的。

不同温度条件下农作物秸秆产气效率研究

采用自行设计的可控性恒温发酵装置,选取了小麦秸秆、水稻秸秆和玉米秸秆3种单一原料为发酵原料,以5℃为一个步长,设定了7个恒定温度10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃下的发酵方案;试验结果表明7个温度梯度下,3种原料均能正常发酵产生沼气,原料产气率随温度上升而上升;40℃下的产气效率最好(小麦秸秆的峰值为2 520.0 mL,干物质产气率为187.1 mL/g,水稻秸秆的峰值为2 100.0 mL,干物质产气率195.0 mL/g,玉米秸秆的峰值为2 395.0 mL,干物质产气率为228.5 mL/g),10℃下产气效率最差(小麦秸秆的峰值为377.5mL,干物质产气率为20.1 mL/g,水稻秸秆的峰值为305.0 mL,干物质产气率17.2 mL/g,为玉米秸秆的峰值为252.5 mL,干物质产气率为15.0 mL/g)。

利用潜在产气效率指数预测柿庄区块煤层气开发有利区

沁水盆地柿庄区块处于煤层气开发早期阶段,对煤储集层进行精细研究并预测开发有利区是下一步井位部署的重要依据。通过分析柿庄区块3号煤层特征,提出一套新的煤储集层定量表征方法,即选取含气量、厚度、渗透率、吸附时间作为表征参数,利用储气地质潜力、产气地质潜力和潜在产气效率指数分别反映煤储集层的资源丰度、产气潜力和潜在产气效率,并根据潜在产气效率指数进行煤层气开发有利区预测。研究表明,柿庄区块3号煤层资源丰度高,开发潜力大;区块的东部和中南部潜在产气效率指数较高,煤层气开发最为有利。该预测结果与现场煤层气井排采效果吻合度高,说明利用潜在产气效率指数预测煤层气开发有利区具有较高的可信度和可行性,对优选煤层气开发有利区具有重要的应用价值。

“两相分区一体”对玉米秸秆沼气发酵过程中产气效率的影响

为解决在沼气工程中秸秆利用率低、木质纤维素降解效率低等问题,利用"两相分区一体"新工艺装置,即上部酸化相、下部甲烷相的分段发酵工艺,以玉米秸秆为底物进行沼气发酵,对沼气发酵过程中产气效率各种指标的变化进行研究。结果表明:搅拌提高了"两相分区一体"反应器厌氧发酵的产沼气效率,其中搅拌的反应器日产气量、累积产气量都分别增加650 mL和20.79L,纤维和半纤维素的降解率提高了2.62%和3.74%,且经过搅拌7d后上层酸化相和下层产甲烷相的甲酸、乙酸含量均高于未搅拌的反应器。

间歇空气搅拌可提升沼气发酵产气效率

据中国农科院最新消息,农业农村部沼气科学研究所畜禽粪污能源化利用与污染控制团队提出了一种新的沼气发酵搅拌技术——间歇空气搅拌,可以提高沼气的发酵和产气效率,改变了沼气发酵需要在严格厌氧条件下进行的传统认识。相关研究成果在线发表于《生物资源技术》。

间歇空气搅拌可提升沼气发酵产气效率

据中国农科院最新消息,农业农村部沼气科学研究所畜禽粪污能源化利用与污染控制团队提出了一种新的沼气发酵搅拌技术——间歇空气搅拌,可以提高沼气的发酵和产气效率,改变沼气发酵需要在严格厌氧条件下进行的传统认识。相关研究成果在线发表于《生物资源技术》。

压力对二氧化氯发生器产气效率的影响

正压式二氧化氯发生器是为了解决自来水管网、深井泵后、油井注水管道等带压场合投加消毒剂的需要而开发出的新型发生器。目前大多数正压式二氧化氯发生器所采用的仍然是NaClO3+HCl的化学法反应工艺 ,该反应工艺是产生ClO2 和Cl2 的过程。从化学平衡角度分析 ,压力增加会抑制正向反应的进行。为了验证实际效果是否如此 ,本文通过在不同压力下对正压式反应器ClO2 产量、纯度、得率及总有效氯产量等指标进行测定与比较得出 ,在 0～ 0 .6MPa的常用压力下 ,压力的变化对二氧化氯发生器的产气效率无显著影响。

柳枝稷与苜蓿的共发酵对厌氧发酵体系产气效率及微生物群落的影响

为了探究远离畜牧区厌氧发酵的原料碳氮营养合理配比问题。以柳枝稷与紫花苜蓿为试验材料,进行两者5种相同含固率、不同配比的批次发酵试验,柳枝稷和苜蓿不同TS配比如下:A组为0∶4;B组为1∶3;C组为1∶1;D组为3∶1;E组为4∶0。通过对产气量、pH、挥发性脂肪酸以及微生物群落变化的分析,探究发酵体系营养平衡及产甲烷特性。结果表明:柳枝稷与苜蓿为原料的5个组产气趋势均为三峰曲线,发酵1d后出现第一峰,5~8d出现第二峰,9~12d出现第三峰,随后下降至很低点;试验中苜蓿含量较多的A、B、C组产气高峰出现的早,在第9d产气基本结束,随着柳枝稷含量的增加产气峰往后延迟,D组在12d产气结束,纯柳枝稷的E组在15d产气结束,这时5个组分别完成总产气量的95.6%、93.3%、93.8%、94.4%、97.2%;累积产气量随柳枝稷含量的增加而增加,5个组甲烷产量分别为291.7、287.7、320.3、357.4和362.2mL/g VS;随柳枝稷含量的提高,发酵体系pH的下降和挥发性酸的积累明显,纯柳枝稷的发酵体虽然产气多,但发酵体系稳定性下降,其中D组可以明显提高厌氧发酵体系的碳氮营养平衡和缓冲能力,提高发酵体系的稳定性;对5个组的微生物群落进行分析,结果表明:细菌主要的优势菌群为厚壁菌门和拟杆菌门,古菌的优势菌群为甲烷鬃毛菌和甲烷杆菌。综上,柳枝稷与苜蓿按原料含固率3∶1混合进行厌氧发酵,有利于厌氧发酵水解菌群和产甲烷菌群的大量增殖及产甲烷反应。

菌糠与不同种类原料混合对厌氧发酵产气性能的影响

为提高菌糠和畜禽粪便的利用率,研究了菌糠与不同原料混合厌氧发酵产气效率。即将菌糠与鸡粪、牛粪、鸭粪混合作为发酵原料,通过厌氧发酵试验装置进行厌氧发酵产气试验。结果表明,从产沼气量方面看,菌糠与鸡粪、牛粪、鸭粪混合平均日产气量分别为279.291 L/(kg·d)、282.696 L/(kg·d)、342.76 L/(kg·d),菌糠与鸭粪混合发酵产气效率分别比与鸡粪、牛粪提高了22.7%、21.25%,最优产气组合为菌糠与鸭粪;从甲烷浓度方面看,菌糠与鸡粪、牛粪、鸭粪混合平均日产甲烷的体积分数分别为56.8%、62.54%、60.38%,最优产甲烷组合为菌糠与牛粪。

不同配比猪粪、小麦秸秆混合厌氧发酵产气特性研究

【目的】研究不同配比猪粪与小麦秸秆混合厌氧发酵的产气特性,为提高小麦秸秆利用率和产气效率提供依据。【方法】选取猪粪、小麦秸秆及其不同配比(干物质质量比1∶1,2∶1,3∶1)的混合物为发酵原料,以沼液为接种物,研究不同发酵原料厌氧发酵过程中pH值、日产气量、累积产气量、气体成分和干物质产气率的变化。【结果】仅以猪粪为原料进行厌氧发酵时,日产气量的峰值(2 142.2 mL/d)、累积产气量(70.36 L)和干物质产气率(351.8 mL/g)明显高于其他4种发酵原料;在3种混合发酵原料中,猪粪与小麦秸秆配比为3∶1时,其日产气量的峰值(2 011.7 mL/d)、累积产气量(49.08 L)和干物质产气率(245.4 mL/g)明显高于其他2种混合发酵原料。随着厌氧发酵时间的延长,猪粪与小麦秸秆及其按不同比例配比时,所产气体中的甲烷体积分数呈逐渐增加趋势,在厌氧发酵中后期甲烷体积分数达到45%以上;所产气体中硫化氢的体积分数呈逐渐下降趋势,其中猪粪所产气体中硫化氢的体积分数较其他处理高。【结论】在厌氧发酵过程中,合理调控猪粪与小麦秸秆的配比,既能提高小麦秸秆的产气量,又能缩短猪粪的产气周期,降低硫化氢体积分数。

温度对菠萝叶渣厌氧发酵产气特性的影响

通过自行研究设计的恒温发酵装置,以菠萝叶渣为发酵原料,在C/N为25∶1,总固体物浓度(TS)为20%,接种量为30%的条件下,在25～40℃温度范围内,以5℃为梯度,进行批量厌氧发酵试验,研究发酵温度对菠萝叶渣厌氧发酵产气特性的影响。研究结果表明,发酵温度为35℃的试验组的产气量为662.8 L,明显优于其他3组;而发酵时间也稍小于其他3组,而甲烷含量与其他3组相差不大。菠萝叶渣厌氧发酵在其发酵温度时产气速率、产气量均随温度的升高而增大;当超出35℃时,产气速率减小,产气量下降。说明发酵时间不是随着温度的升高而缩短,单一以温度来断定发酵时间的长短是不切合实际的。

接种量及秸秆加入量对城市污泥厌氧发酵产气特性的影响

研究不同接种量及秸秆加入量条件下污泥的厌氧消化产气规律,并分析厌氧消化前后污泥性质的变化。实验结果表明:体积比(下同)为10%沼液接种回流污泥(碳氮比为6.16)的产气效率优于20%沼液接种回流的污泥(碳氮比为5.99),但不显著;秸秆的加入使污泥产气效率明显提高,且秸秆加入量对产气量也有显著影响。接种体积比为20%沼液的处理污泥(1600mL泥)加入20g秸秆(碳氮比为7.53)后,比加入15g秸秆(碳氮比为7.15)产气量增加783mL,碳氮比最高的为10%沼液、15g秸秆污泥,为7.94,其产气总量和CH4含量也较高。同时,厌氧消化改变了污泥的理化性质,消化后的污泥有机质质量分数(不包括秸秆)平均降低2.4%。

高密度方捆稻秸干发酵温度分布特性和产气效果研究

发酵过程中温度的分布及其变化是沼气工程高效稳定运行的关键,文章以高密度方捆秸秆和猪粪为原料进行常温发酵,采用渗滤液回流和太阳能温室的手段增强传热传质效率,研究分析了中试规模下常温发酵温度场的分布特性和产气效率。结果表明:发酵周期内,库内物料均温呈现迅速上升后缓慢降低的趋势,日均温变化≤0.2℃,沼液温度在发酵周期内呈上升趋势;而各层的平均温度高低呈现第3层>第1层>第2层,其稳定性呈现第3层>第2层>第1层;日产气量随着温度的增加而增加,至峰值后下降并保持稳定,日产气量到达峰值的时间比物料均温到达最高值的时间略有延迟,此次试验的有效容积产气率为0.33 m3·m-3d-1,发酵稳定后甲烷浓度保持在50.42%以上。

猪粪与紫茎泽兰混合发酵的产气效果研究

为了探究单一物料独自发酵和2种物料联合发酵产沼气的效果,在中温(37±1)℃,发酵质量分数为5%,接种物和原料的质量比为1∶3的条件下进行批量式发酵,发酵原料分别为猪粪、紫茎泽兰、猪粪和紫茎泽兰的混合物(质量比为1∶1),发酵时间共65 d。结果表明,猪粪单独发酵时VS产气量为521 mL·g^(-1),紫茎泽兰单独发酵时VS产气量为262 mL·g^(-1),猪粪和紫茎泽兰联合发酵时VS产气量为381 mL·g^(-1);混合发酵的产气效率较紫茎泽兰单一发酵提升了145%,说明在紫茎泽兰发酵体系中添加适当的猪粪有助于提升其厌氧发酵产沼气的效率。

水合物直井与水平井产气效果分析——以神狐海域SH2站位为例

以现有的南海神狐海域SH2钻孔资料为基础,建立起了与试采站位类似的“水合物层—游离气层”成藏模型,利用TOUGH+Hydrate数值模拟软件,对开采井内产气的来源问题做出了定量解释;分别使用直井和水平井降压开采方式,对“水合物层—游离气层”的储层进行了产气效率、储层开采程度方面的比较。结果表明:1)对研究工况,使用直井降压开采时,前100d内井内气体有16%是直接来源于下部游离气层,且仍有很大部分游离气是向上迁移至水合物层中后产出,最终游离气层的贡献可达40%左右;2)直井开采易生成二次水合物,而使用水平井开采时,游离气的向上迁移会带动更深层热液的向上运动,能在很大程度上提高水合物分解速率,并能够防止二次水合物的形成;3)对研究工况中的“水合物层—游离气层”储层进行长期开采时,水平井降压开采更具应用前景。

褐煤生物制气产气率影响因素初步研究

对河南义马的褐煤煤样,开展了5、10、20 g用量水平及75 kg用量水平生物气化实验,结果表明,微生物可以利用褐煤产生甲烷,5、10和20 g煤粉的产生甲烷效率分别为765、686、521μmol/g,75 kg煤块的产甲烷效率为7.77μmol/g。产气效率随煤用量的增加而降低。块煤暴露在外的表面积少,能够被微生物作用的部分少,产气效率的降低尤其明显,说明提高产甲烷量不能单纯靠提高煤的用量,而应该增加微生物与煤直接接触的面积,相关技术还有待研究。

温度对户用厌氧发酵沼气池产气的影响

[目的]研究温度对户用厌氧发酵沼气池产气的影响。[方法]以标准户用沼气池和红泥沼气袋为研究对象,对比研究了温度对两个厌氧发酵沼气池产气性能的影响。[结果]沼气产生和产气率高低与温度密切相关。临安地区,标准户用沼气池稳定产气的气温阈值约为4.0℃(沼气池内温度在7.0℃以上),而红泥沼气袋稳定产气所需的气温阈值为7.0℃(沼气袋内温度在14.7℃以上)。[结论]该研究为临安地区冬季适时采取保温或增温措施以提高户用厌氧发酵沼气池的产气效率提供了一定的科学参考。

天然气水合物藏多层联合开采数值模拟研究

海域天然气水合物藏往往伴随着大量游离气的存在,而储层的低渗透性限制了不同层系的气水流动,利用储层中的水合物分解气和游离气是提升水合物藏产气效率的关键。基于中国南海神狐海域的实际地质数据,使用TOUGH+HYDRATE模拟器,建立3种不同水合物储层垂直井联合开采的数值模型,分析了产气、产水、温度、压力场和水合物饱和度的空间变化,进而提出天然气水合物的优化降压开采策略。结果表明:降压开采过程中,气和水不断向开采井汇集,井周围的温度压力迅速下降;持续降压开采10 a,随着产气速率的减小,产水速率不断增大,三层联合开采方式的累计产气量最高可达4.59×106 m^(3),其累计产水量为8.31×10^(5)m^(3);水合物的分解由降压的压力梯度控制,井周围的水合物优先分解,下伏层水的流动会加快储层水合物的分解。

加快物料发酵分解 提高沼气池产气量

目前，沼气的应用越来越广泛，农民利用沼气来照明与做饭已不是什么稀罕事。但是在实际操作过程中，沼气物料，如秸秆、树叶等直接下池会大量漂浮结壳，很难被发酵分解和充分利用，从而产生影响到沼气的产气量及产气效率。那么，如何才能提高沼气的产气效率及产气量呢？