畜禽粪便高温发酵与秸秆热化学处理工艺的耦合.pdf

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1、第66卷第6期化工学报、b1．66No．62015年6月CIESCJournalJune20l5畜禽粪便吉同皿日发酵与秸秆热化学处理工艺的耦合浦绍瑞，钱红亮1,2，马春燕，刘畅，陆小华(南京工业大学材料化学工程国家重点实验室，江苏南京210009：中国药科大学工学院，江苏南京210009)摘要：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

2、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~C提高到55~C，容积产气率由1．431TInl-·d-提高至3．40m·1TI-·d-，发酵罐体积从1200m减小到5001TI。；为维持高温发酵(55~C)所需热量，年利用秸秆339t。关键词：厌氧；生物质；沼气工程；高温发酵；热化学；甲烷DOI：10．11949~．issn．0438—1157．20150102中图分类号：S216．4文

3、献标志码：A文章编号：0438—1157(2015)O6—2220—07CouplingbetweenthermophilicfermentationoflivestockmanureandthermochemicaltreatmentofstrawPUShaorui，QIANHongliang，MAChunyan，LIUChang，LUXiaohua(StateKeyLaboratoryofMaterials—OrientedChemicalEngineering，NanjingTechUniversity，Nanjing21000

4、9，Jiangsu，China；SchoolofEngineering，ChinaPharmaceuticalUniversity，Nanjing210009，Jiangsu，China)Abstract：Domesticlarge—scalebiogasprojectsmostlyusethefermentationtechnologyatpsychrophilicormesophilictempera~tre，whichresultsinlowbiogasproductionrateandlargefermentorvolume．

5、AndhighcostforinvestmentiSthemainobstaclefortheadvancementofbiogasprojects．Ontheotherhand，strawasacommonlow．gradebiomassinruralareasiSburnedatrandom，causingseriousairpollution．Therefore，inthiswork，thermochemistrycoupledwiththermophilicfermentationwasproposedtoaccelerate

6、manureprocessingrateandpromotetheeficientusageofstrawbyburningstrawtomaintainthetemperatureforthermophilicfermentationprocesstransformedfrommesophilicfermentation．Feasibilityofthiscouplingprocesswasanalyzed．Byincreasingtemperaturestep—wiselyfrom30~Cto55~C，volumetricgasp

7、roductionrateofpigfarmbiogaswouldincreasefrom1．43m3·m-·(r_to340m·I。·d～anddigestervolumecouldbereducedfrom1200m3to500．，m．Inordertomaintainfermentationtemperature(55℃)，339tonsofstrawwouldbeconsumedeveryyeartobumstrawinsteadofbiogasforheating．Keywords：anaerobic；biomass：bio

8、gasproject；thermophilicfermentation；thermochemistry；methane2015．O1．21收到初稿，2015—03—09收到修改稿。Receiveddate：20l5-01