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资划所与沼气所合作探索发现了稻秸厌氧消化的自发热特性以及对工程应用净能量增加的影响
发布者：管理员发布时间：2020-09-18作者：潘君廷来源：面源污染团队点击量：
木质纤维素生物质在厌氧条件下降解时存在自热现象。这种现象会导致其作为厌氧消化底物时会表现出放热特性。稻秸经过厌氧消化后，容易通过自热放热提高反应器温度，满足厌氧消化的热需求进而提高净产能。进一步研究自热释放机制，准确预测厌氧消化过程中热需求对厌氧消化控制十分重要。
中国农业科学院农业资源与农业区划研究所和农业农村部沼气科学研究所对此进行了协同攻关，探讨了稻秸厌氧消化沼气产生与自热释放的关系，两种能量产生途径的协同效应及自热现象下沼气产量最大化的优化过程。研究发现：与对照试验相比，试验组因稻秸自热可提高平均温度0.48℃；自热过程与甲烷产量呈负相关；自热改善了甲烷的产率；水解速率和总固体含量可能成为控制自热释放的手段；初始物料总固体含量为10%时，产能最高。研究结果对于采用合理手段提高稻秸厌氧消化净能量生产具有重要意义。
图1 厌氧消化料液温度和甲烷产量
图2 总固体含量对沼气产量和厌氧消化料液温度的影响
该研究成果以“How exothermic characteristics of rice straw during anaerobic digestion affects net energy production”发表在国际热力学领域知名期刊Energy（IF 6.082）上。沼气所罗涛副研究员为本文第一作者，资划所潘君廷副研究员为本文通讯作者。研究得到了中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（G202002-33），农业农村部农村可再生能源开发利用重点实验室开放课题（2019013），中国农科院创新工程等项目资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.118772
