畜禽粪便高温发酵与秸秆热化学处理工艺的耦合

我国规模化养殖场沼气工程普遍采用常温和中温发酵技术,产气速率低导致发酵罐体积大和投资高,是制约其快速发展的关键因素。另一方面,秸秆作为农村常见低劣生物质常常被随意焚烧而导致严重的空气污染。为此,本文提出将畜禽粪便高温发酵与秸秆热化学燃烧耦合的新思路,通过秸秆燃烧为高温发酵过程提供热量,将常温和中温发酵转变为高温发酵过程,提高畜禽粪便厌氧发酵的处理速率,同时避免秸秆的浪费。对耦合新工艺的计算结果表明,对于万头猪场沼气工程,发酵温度从30℃提高到55℃,容积产气率由1.43 m3·m-3·d-1提高至3.40 m3·m-3·d-1,发酵罐体积从1200 m3减小到500 m3;为维持高温发酵(55℃)所需热量,年利用秸秆339 t。

中德万头猪场沼气工程经济性对比分析

发展规模化畜禽养殖场的沼气工程对于减少环境污染、获得可再生能源意义重大,但我国沼气工程普遍盈利能力较弱。本文基于沼气发酵稳态模型,对我国与德国万头猪场的沼气工程经济性进行了分析对比。结果表明,沼气发酵工艺、发电机效率以及上网电价是影响沼气工程经济性的关键因素。目前偏低的电价[0.42元·(kW·h)?1]是导致沼气工程亏损的根本原因。在改善沼气工程和发电技术达到德国工艺水平的基础上,将目前采用的给予建设补贴而不关注运行效果的政策,改为重视实际减排效果,将上网电价提高到1.5元·(kW·h)?1,可使得项目投资回报期缩短为3年以内,对于加速我国沼气工程行业发展进程具有重要意义。

基于生物甲烷过程系统内部循环的沼渣活性炭的制备

针对现有生物甲烷过程存在发酵速率低,副产物沼液和沼渣难以处理的问题,在对沼渣原料进行元素等分析基础上,用磷酸法活化沼渣获得活性炭,通过Raman、化学吸附仪、SEM和亚甲基蓝吸附分别对产物类型、孔结构、形貌和吸附值进行表征。结果表明,成功制备出比表面积为1 297 m^2/g,亚甲基蓝吸附值为476 mg/g的活性炭,为生物甲烷系统过程内部循环提供基础。

Ag/双晶TiO_2作为表面增强拉曼散射基底的性能研究

通过化学还原法将Ag纳米粒子担载到锐钛/TiO2(B)双晶材料上,并将其作为表面增强拉曼散射(SERS)基底,用于有机探针分子4-巯基苯甲酸的痕量检测。研究表明:双晶氧化钛特殊的能带结构有利于光响应过程中电子-空穴的定向转移,从而比纯锐钛矿具有更优异的电子转移能力,因此能够得到更佳的SERS性能。这种现象表明,双晶氧化钛材料是SERS技术应用到检测领域的理想载体。