稻草秸秆辐照酶解工艺优化

通过采用60Co-γ辐照处理稻草秸秆,提高稻草秸秆的酶解效果。采用离子色谱仪测定稻草秸秆酶解液中可发酵性糖的含量,对水解温度、加酶量、液固比、水解时间4个因素进行单因素试验分析,对稻草秸秆酶解条件进行优化,建立稻草秸秆辐照酶解新工艺。研究结果表明,稻草秸秆辐照剂量在0～2 000 kGy内,辐照预处理最佳剂量为1 200 kGy;得到稻草秸秆最优辐照酶解条件:预处理辐照剂量为1 200 kGy、水解温度为45℃、水解时间为36 h、液固比为60、加酶量为120 U/g。在此最佳条件下,稻草秸秆纤维素、半纤维素总转化率达71%。     

蒸汽爆破预处理玉米芯及其酶解工艺研究

以蒸汽爆破预处理后的玉米芯为原料,进行了玉米芯酶解工艺条件的研究。粉碎后的玉米芯在压力2.8 MPa、保压时间240 s条件下蒸汽爆破预处理,在初始固形物含量为14%(w/v),pH 5.0的条件下,分别添加纤维素酶15 FPA/g(底物)、木聚糖酶225 IU/g(底物),同时添加环境因子MgSO40.005 g/g(底物)、Tween-800.001 g/g(底物),糖化48 h后,还原糖浓度达到71.81 g/L,糖化率达到80.85%。试验结果表明,蒸汽爆破预处理及添加适量环境因子对玉米芯的糖化效果影响显著。     

水稻脆性秸秆发酵产纤维乙醇的研究

以水稻脆性秸秆为原料进行了发酵产乙醇的研究。用水稻脆性秸秆比用作对照的普通秸秆的半纤维素和木质素含量分别高17%和5%,纤维素含量低15%。采用浓度为2%(w/v)的硫酸进行秸秆预处理后,脆性秸秆稀酸水解液中葡萄糖含量为普通秸秆的1.38倍;每克脆性秸秆产生的木糖和阿拉伯糖比普通秸秆分别高出12.0 mg和3.9 mg;两种秸秆酸水解液中副产物乙酸、糠醛和5-羟甲基糠醛的浓度差异不显著。经过纤维素酶进一步处理后,每克脆性秸秆得到的总还原糖量为(541.2±8.0)mg,比普通秸秆高出41.9 mg。Escherichia coli SZ470利用酸预处理且酶促糖化的两种秸秆发酵72 h后,脆性秸秆发酵的乙醇产量可达(10.9±0.4)g/L,为普通秸秆的1.1倍。     

高温液相水耦合湿磨预处理酶水解玉米秸秆的研究

以酶水解玉米秸秆获得高葡萄糖收率为目标,通过实验研究高温液相水耦合湿法打磨预处理技术对葡萄糖产率的影响。研究结果表明:将200℃,40 min条件下高温液相水预处理的玉米秸秆再湿磨预处理,经15 FPU/g的纤维素酶水解得到的葡萄糖收率高达83.1%。同时,以5 FPU/g的纤维素酶处理时湿磨效果更为明显,葡萄糖收率由湿磨前的58.4%上升至湿磨后的70.7%。     

Klebsiella pneumoniae发酵稻草纸浆水解液生产2,3-丁二醇工艺的研究

对Klebsiella pneumoniae发酵稻草纸浆水解液生产2,3-丁二醇的工艺进行了初步的实验研究。考察了温度、时间、底物浓度、pH等不同因素对稻草纸浆酶水解和2,3-丁二醇发酵的影响。结果表明,在纸浆的酶用量为135IU/g、底物浓度为20g/L、50℃、pH4.8的条件下反应20h,还原糖得率最高为68.15%;2,3-丁二醇的最佳发酵条件为pH6.0、葡萄糖初始浓度100g/L、30℃、接种量15%、150r/min、反应72h,2,3-丁二醇的最高转化率为17.92%。     

酸碱预处理后玉米秸秆的酶解工艺优化

对玉米秸秆进行酸碱预处理,在单因素实验基础上,以还原糖转化率为影响值设计正交实验,研究温度、pH值、液固比、酶浓度及酶解时间5因素对纤维素酶解过程的影响。得出玉米秸秆酶解最佳工艺条件为:温度48℃、pH值4.6、液固比20、酶浓度55 U/g;酶解时间44 h。在此工艺条件下还原糖转化率达到80.97%。结合红外光谱对秸秆中各组分特征基团分析表明,膨化后的玉米秸秆酶解的纤维素基团特征峰变化更为明显。     

玉米秸秆预处理对厌氧发酵制氢影响的研究

为提高玉米秸秆的产氢能力,实验研究了蒸汽爆破预处理、硫酸预处理、氢氧化钠预处理、盐酸预处理和酸化(碱化)气爆预处理5种预处理方法对玉米秸秆发酵产氢能力的影响。结果表明,预处理可以将秸秆中相当一部分纤维素和半纤维素水解生成还原糖,其中质量分数为0.8%的H2SO4酸化汽爆预处理对秸秆的水解效果最好。在固-液比1∶10、H2SO4质量分数0.8%、保持微沸状态30min的处理条件下,秸秆的糖含量达到最大值24.57%,最大氢气产量为141mL/g。     

玉米秸秆的渗滤式稀酸预处理

对玉米秸秆的渗滤式稀酸预处理进行了考察,通过对温度、酸浓度、渗滤速度、液固比等影响因素的实验分析,得到了优化的工艺条件:反应温度170℃,硫酸浓度0.25%,液固比为10:1,渗滤速度150mL/min,70%水解液排出后,渗滤速度降为100mL/min。水解液中木糖浓度达到22g/L,糖得率达到约80%。经过稀酸预处理后的玉米秸秆进行酶水解,纤维素转化率达到80%。     

亚铁离子催化棉纤维常压两段酸水解研究

以脱脂棉作为纤维素模型物,以总还原糖得率为考察指标,在纤维素常压两段酸水解的基础上,对FeSO4·7H2O助催化剂进行了研究,对浓硫酸质量分数、酸固比(ml/g,下同)、预处理温度、预处理时间、水固比(质量比,下同)、助催化剂添加量6个水解条件进行分析。单因素试验表明,当浓硫酸质量分数为60%、预处理温度为60℃、预处理时间为3h、酸固比为12∶1、水固比为180∶1、助催化剂添加量为0.23%时,水解效果较好,总还原糖得率可达15.18%。与未添加催化剂的常压两段酸水解相比,添加催化剂后,Fe2+能够在一定程度上促进纤维素的水解,并能有效抑制葡萄糖的降解,总还原糖得率可提高将近30%。     

拜氏梭菌发酵玉米秸秆水解液生产燃料丁醇

以柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液代替传统的乙酸-乙酸钠缓冲液作为玉米秸秆预处理物酶解的缓冲液,经过72~96 h水解,水解液中还原糖浓度较之前高出14%。在50℃,110 r/min条件下,以Ca(OH)2对水解液进行脱毒处理,Clostridium beijerinckii 8052发酵脱毒后的水解液获得丁醇的量为8.7 g/L,比脱毒前高出52.6%。通过紫外诱变提高C.beijerinckii 8052的糖摄取量,以此来提高丁醇产量,经过20轮的连续诱变,获得一株突变株CM20,利用其发酵脱毒后的水解液,糖利用率提高了14%,ABE(丙酮、丁醇和乙醇)产量可达19 g/L,其中丁醇产量为10.8 g/L。     

浅谈如何确立秸秆原料储备战略和科学化收储运模式

在不可再生能源逐渐减少的今天,开发可再生能源利用是国际的大方向。农作物、农林废弃物等的生物质能,作为可再生能源的一种,其开发和利用是可行的。不论生物质发电,还是生物质的其他利用,秸秆原料的保证和科学的收储运模式,是保证生物质能利用的动力。确立良好的秸秆原料储备战略机制,是保证燃料供应的基础;科学化的收储运模式是提高秸秆资源利用的根本,也是保证秸秆发电(即生物质发电)的稳定运营的最基本的环节。     

秸秆发电商品化前景分析

解决浪费性生物质能资源的唯一出路在于商品化。我国农村秸秆资源丰富,高起点地引进世界上先进的生物质能秸秆发电技术,商品化市场前景广阔。     

HPB-Ⅰ型液压秸秆成型机的大型优化设计

装置大型化会带来巨大的经济效益,是未来发展的必然趋势.在长期运行试验的基础上,对HPB-Ⅰ型成型机的优、缺点进行了分析,并研制出适合秸秆成型特点的HPB-Ⅱ型液压秸秆成型机.该成型机充分利用了液压易于控制的优点,采用了两级预压机构,具有一定的创新性.生产试验和分析结果表明：该成型机与HPB-Ⅰ型成型机相比,不仅显著降低了单位产品能耗,而且有效地解决了液压油油温过高的问题.     

用秸秆块取代煤碳做燃料

农田秸秆经粉碎加工,掺混7%左右的(Na、Ca)0.33(Al、Mg)2(SiO)10·(OH)2·nH2O拌匀,进入成形机———9KWH-20型机中成形,加工出的秸秆块:压缩比1:20、质量0.8～1kg/dm3、截面32mm×34mm的方体,可取代煤碳做燃料,其发热量达20934～30982kJ/kg。     

Review on fermentative biohydrogen production from water hyacinth,wheat straw and rice straw with focus on recent perspectives

Hydrogen (H₂) is often considered as the best option to store energy coming from renewable sources. Hydrogen production from lignocellulosic biomass via fermentation offers low cost and environmental friendly method in terms of energy balance and provides a sustainable pathway for utilization of huge amount of unused biomass. In this regard, special attention on potential of different lignocellulosic biomass is required. In this paper, the fermentative hydrogen production from three carbohydrates-rich biomass: water hyacinth, wheat straw and rice straw is comprehensively reviewed. In other point of view, usage of H₂ has a 10% growth annually that will reach to 8–10% of total energy in 2025. Furthermore, research on recent trends of fermentative hydrogen production is crucial and vital. However, the majority of the published researches in the last decade confirmed that some challenges exists which are the process optimization, effecting parameters and commercialization aspects.     

农作物秸秆气化发电系统经济性分析

对农作物秸秆气化发电系统投产前的最佳秸秆收集半径进行了分析,得出了最佳秸秆收集半径与电厂运行费用、运输费用、单位耕地面积秸秆年产量、秸秆收集系数之间的关系.对影响发电系统经济性的因素进行了敏感性分析,认为发电效率和上网电价是影响发电系统经济性的主要因素.     

中国农作物秸秆能源化潜力估算

农作物秸秆中含有丰富的有机质,是个巨大的能源库,对其的准确定量是秸秆综合利用的前提条件.文章以2005年中国农作物秸秆资源为例,结合农作物秸秆的能源转化方式,定量估算了中国农作物秸秆能源化的潜力,为秸秆综合利用提供参考资料.结果表明,中国每年约有3.995×108 t农作物秸秆可作为能源利用,这些秸秆若全部以直接燃烧、锅炉燃烧、压缩成型燃烧、沼气供热、沼气发电、气化供热以及气化发电等不同转化方式加以利用,则其能源化产品可分别替代化石燃料0.291×108,0.5×108,2.039×108,0.815×108,0.258×108,2.217×108和0.5987×108 t标煤.其中气化供热能源转化效率最高,可达60.37%,其次为压缩成型燃烧,能源转化效率达58.26%.秸秆资源用于气化供热和压缩成型燃烧潜力巨大.     

60kW两段式秸秆气化炉运行特性

研究了上海交通大学热能研究所研制的60kW两段式秸秆气化炉的运行特性.以秸秆为原料在该气化炉上实验,考察原料量、空气过量系数对气化炉生产能力和碳转化率以及气化效率的影响,并分析了气化气成分及热值.数据表明该气化炉各项参数均优于一般固定床气化炉:原料消耗量为100kg/h,ER=0.35时,秸秆气化气平均热值为6599.6010/m~3,产气率为1.88m~3/kg,碳转化率为91.3%,气化效率为84.6%.     

玉米秸秆热解反应动力学的研究

利用热重分析法(TG)对粒径为0.28~0.60mm的玉米秸秆在5、10、20、30℃/min 4种不同升温速率下的热解反应动力学进行了研究。结果表明,秸秆的热解过程分为4个阶段,主要反应阶段在287~400℃之间,随着升温速率的增加,主要反应区间略有增加。Ozawa法计算出的玉米秸秆活化能(E)值在153~160 kJ/mol范围内,KAS法得出的玉米秸秆活化能集中在147~157 kJ/mol之间。用微分法Achar方程、积分法Coats-Redfern方程,将41种常用的固体反应动力学机理函数一一代入,再根据热分析动力学三因子求算的比较法得出玉米秸秆热解过程符合Mampel Power法则,并给出机理函数的微分形式和积分形式,反应级数为2,本研究为生物质热解装置的设计及参数优化提供了科学依据。     

秸秆再燃还原氮氧化物的分析研究

秸秆是一种可再生能源,在我国有着广泛的来源。再燃技术是目前控制NOx排放的主要方法之一,针对燃料再燃降低NOx排放的原理,对秸秆再燃降低NOx生成进行了分析研究。主要是关于秸秆的C、H、N、S的含量和挥发分含量对NOx还原效果的影响,以及秸秆再燃的经济效益;其次是由于秸秆的燃烧特性,当秸秆再燃时可能产生的问题及解决方法进行了分析。结合国内外的研究现状,提出了对我国中,大型锅炉实行秸秆再燃的可行性和实用性。