脱碳方式对沼气发酵甲烷原位富集的影响

【摘要】：甲烷原位富集是通过厌氧发酵直接制取生物天然气的一项技术,该技术通过将溶解在发酵液中的CO2持续脱除达到产出高甲烷含量沼气的目的,影响甲烷原位富集效果的关键是CO2的脱除方式。为了研究和探索适宜甲烷原位富集的脱碳方式,该文研究了空气吹脱、真空脱碳和超声波辅助空气吹脱3种脱碳方式对甲烷原位富集的影响。采用葡萄糖配制的人工废水为原料,在中温38℃条件下开展了厌氧发酵甲烷原位富集试验。结果表明,空气吹脱除碳方式下,发酵液日循环比率(daily recycle rates,DRR)为0.2和0.4 L/(L·d)时,所产沼气中甲烷平均体积分数分别达到了76.4%和78.3%,比对照组的65.4%分别提高了17%和20%;DRR为0.2 L/(L·d)空气吹脱组的累积甲烷产量与对照组相近,但DRR为0.4 L/(L·d)空气吹脱组累积甲烷产量比对照下降了15%,原因是吹脱提高了溶解氧含量并导致了抑制作用;在真空度0.1 MPa下真空脱碳组沼气甲烷体积分数比DRR为0.2 L/(L·d)的空气吹脱组下降了4.6%。超声波辅助空气吹脱试验结果表明,超声波可以加强CO2吹脱效果,在前3 min内其脱除CO2的速度比空气吹脱组提高了32%,同时经过21 min吹脱经其处理发酵液中游离态CO2的脱除量比单独空气吹脱组提高了29.8%。总之,控制空气吹脱携带溶解氧对厌氧发酵的抑制作用是甲烷原位富集工艺需重点考虑的因素,超声波对CO2空气吹脱能产生明显的促进作用,值得深入研究。 【作者单位】： 华北电力大学可再生能源学院 生物质发电成套设备国家工程实验室;
【关键词】： 沼气 发酵 超声波 空气吹脱 真空脱碳
【基金】：国家自然科学基金项目(51346001) 中央高校基本科研业务费项目(12MS45,11ZG08)
【分类号】：S216.4
【正文快照】： 0引言增加天然气的利用量对改善能源结构具有重要意义。2010年中国的天然气在能源结构中所占比例为4.4%,根据“十二五”规划,到2020年天然气在一次能源消费结构中的比例将提高到10%。自2006年中国开始进口天然气以来,对外依存度逐年增高,2010年的对外依存度达到了14%,2020年对

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