有機固廢高效好氧-厭氧聯(lián)合反應能源回收與利用研究.pdf

1、針對我國的能源現(xiàn)狀及城市固體廢棄物和農(nóng)村秸稈處理利用的現(xiàn)狀，分析了城市固體廢棄物和農(nóng)村秸稈的生物質(zhì)潛能，提出了有機固體廢棄物高效好氧-厭氧聯(lián)合反應能源回收與利用系統(tǒng)的構想。設計并搭建了相關實驗平臺，并以玉米秸稈為原料，分別對其微生物好氧分解產(chǎn)熱特性，厭氧分解產(chǎn)氣、產(chǎn)能特性及其工藝參數(shù)，以及好氧-厭氧聯(lián)合反應產(chǎn)能特性進行了實驗研究，并對回收利用有機固體廢棄物好氧分解產(chǎn)熱對建筑物供暖與生活熱水供應的可行性、厭氧分解制備生物燃氣驅(qū)動燃氣熱泵及

2、其余熱回收效率及系統(tǒng)的綜合產(chǎn)能速率進行了理論分析。研究結果表明:
　　 (1)對于玉米秸稈好氧分解產(chǎn)熱特性實驗研究，在進風平均溫度31.6℃條件下，出風溫度峰值達57.9℃;平均產(chǎn)熱速率為3.0W/kg（以濕重計），折合單位容積反應器產(chǎn)熱速率為501.6W/m3，7d可回收總熱量為342.7MJ(約合95.2kWh);高溫反應階段(≥50℃)的平均產(chǎn)熱速率為3.7W/kg（以濕重計），可回收熱量為270.7MJ(約合75.2kW

3、h)，占總產(chǎn)熱量的79.0％。對典型四口之家，同時滿足家庭每天熱水供應和120d采暖期內(nèi)每天建筑采暖熱量需求，需要反應物料37kg/d，可回收熱量為18.65kWh/d。
　　 (2)玉米秸稈厭氧分解生產(chǎn)生物燃氣的最佳工藝參數(shù)為:含固率22.5％（干式），溫度55±1℃，集氣壓力采用常壓或負壓，并添加適量的微量元素。在此條件下，日產(chǎn)氣率峰值達2.59m3/(m3·d)，15d日平均產(chǎn)氣率達1.05m3/(m3·d)，平均甲烷濃度

4、59.5％，折合15d的單位容積反應器平均產(chǎn)能速率為259.6W/m3。
　　 (3)玉米秸稈好氧-厭氧聯(lián)合反應綜合產(chǎn)能速率為646.7W/m3，比單獨的厭氧反應產(chǎn)能速率提高211.4％。
　　 (4)以生物燃氣為一次能源并且?guī)в酂峄厥盏臒岜孟到y(tǒng)的一次能源利用率高達1.624，分別可比不帶余熱回收的生物燃氣熱泵、電動熱泵、燃煤鍋爐和燃氣鍋爐提高36.7％、40.6％、84.5％和116.5％;厭氧反應能源回收并驅(qū)動生物燃