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1、我國(guó)有非常豐富的秸稈資源,通過(guò)厭氧消化將秸稈中的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為可再生的清潔能源,是秸稈能源化利用的有效手段之一。但是由于秸稈復(fù)雜的結(jié)構(gòu),導(dǎo)致了厭氧消化時(shí)間長(zhǎng)、效率低,所以一直無(wú)法在實(shí)際生產(chǎn)中大范圍推廣。超聲波具有能量集中、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),是一種高效的處理方法,本課題結(jié)合超聲波的機(jī)械效應(yīng)、熱效應(yīng)以及空化效應(yīng),對(duì)超聲波輔助玉米秸稈的厭氧發(fā)酵做了一系列研究,針對(duì)玉米秸稈發(fā)酵工藝的兩個(gè)過(guò)程,預(yù)處理過(guò)程和厭氧消化過(guò)程,分別加入超聲波作用,為超聲波在
2、秸稈厭氧消化領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用提供了指導(dǎo)作用。
首先,在玉米秸稈厭氧發(fā)酵的預(yù)處理過(guò)程中,為了探明雙頻超聲預(yù)處理對(duì)玉米秸稈厭氧發(fā)酵的影響,在稀堿預(yù)處理的基礎(chǔ)上,聯(lián)合雙頻超聲波預(yù)處理玉米秸稈,并進(jìn)行厭氧消化產(chǎn)氣實(shí)驗(yàn)。比較了稀堿預(yù)處理、單頻超聲聯(lián)合稀堿預(yù)處理、雙頻超聲聯(lián)合稀堿預(yù)處理后的產(chǎn)氣性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,雙頻超聲波預(yù)處理可以顯著改善玉米秸稈的生物可降解性,提高消化效率。
其次,對(duì)超聲波作用于玉米秸稈厭氧發(fā)酵預(yù)處理過(guò)程的工
3、藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。在雙頻超聲波聯(lián)合稀堿預(yù)處理的基礎(chǔ)上,通過(guò)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和響應(yīng)曲面法對(duì)玉米秸稈厭氧消化進(jìn)行了工藝參數(shù)優(yōu)化,得到最優(yōu)參數(shù)組合并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。針對(duì)兩種優(yōu)化方法存在的問題,將支持向量機(jī)與正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)相結(jié)合,建立了工藝優(yōu)化的預(yù)測(cè)模型,確定了玉米秸稈厭氧消化的最優(yōu)工藝參數(shù)組合并通過(guò)產(chǎn)氣實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
最后,在玉米秸稈厭氧發(fā)酵的厭氧消化過(guò)程中,基于超聲波作用機(jī)理,將超聲波作用于厭氧消化過(guò)程中。通過(guò)改進(jìn)常規(guī)的恒溫水浴裝置,將超聲
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