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沼气净化提纯制生物甲烷技术与应用 被引量:44
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作者 江皓 吴全贵 周红军 《中国沼气》 北大核心 2012年第2期6-11,19,共7页
文章对沼气净化与提纯的相关技术进行了综述,并对生物甲烷在我国的应用前景进行了分析与评价,最后对我国产业发展障碍进行了分析,并对未来发展提出了几点建议。
关键词 沼气净化 生物甲烷 生物质 提纯
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沼气净化提纯制取生物甲烷技术发展现状 被引量:26
2
作者 陈祥 梁芳 +1 位作者 盛奎川 包先斌 《农业工程》 2012年第7期30-34,共5页
随着国内沼气产业的迅速发展,如何高值化利用沼气、发挥更大经济效益是大中型沼气工程由环保型模式向能源型模式转变的关键。目前,国内外沼气利用方式已呈现由驱动发电机进行热电联产向净化提纯制取生物甲烷转变。生物甲烷用于替代石化... 随着国内沼气产业的迅速发展,如何高值化利用沼气、发挥更大经济效益是大中型沼气工程由环保型模式向能源型模式转变的关键。目前,国内外沼气利用方式已呈现由驱动发电机进行热电联产向净化提纯制取生物甲烷转变。生物甲烷用于替代石化天然气或用作车用燃气,是沼气高值化、能源化利用的重要发展方向。该文概述了国内外沼气净化提纯技术及产业发展现状,阐述了目前沼气脱除硫化氢、二氧化碳的工艺技术研究状况和进展。 展开更多
关键词 沼气 净化 提纯 生物甲烷 车用燃气
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不同煤阶煤的微生物增透效果和机理分析 被引量:21
3
作者 郭红玉 罗源 +3 位作者 马俊强 夏大平 季长江 苏现波 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1886-1891,共6页
为研究不同煤阶煤的微生物增透效果及其机理,采集不同煤样进行生物甲烷模拟实验,并分别采用光学显微镜、压汞仪、FTIR和XRD进行测试,对比分析煤在生物甲烷代谢前后的表面孔裂隙、孔隙结构、官能团和微晶结构的变化特征。实验结果表明:... 为研究不同煤阶煤的微生物增透效果及其机理,采集不同煤样进行生物甲烷模拟实验,并分别采用光学显微镜、压汞仪、FTIR和XRD进行测试,对比分析煤在生物甲烷代谢前后的表面孔裂隙、孔隙结构、官能团和微晶结构的变化特征。实验结果表明:生物甲烷代谢后煤光片的表面裂隙数量、长度和宽度增加;煤样孔容显著增加,孔隙连通性增强,孔隙结构得以改善,而孔比表面积降低;煤的含氧官能团增多,芳香环部分被打开,并在断裂处引入羟基,其含量也相应增加;芳香核层间距d002增加,芳香层数Nc、堆砌度Lc和延展度La相应减小。微生物不仅能利用煤作为碳源代谢产生甲烷以增加煤层气资源量,还可以改善煤的孔隙结构,有利于提高储层渗透性,同时降低了煤的比表面积,从而有利于煤层气解吸。 展开更多
关键词 煤层气 生物甲烷 渗透率 孔隙结构 官能团 微晶结构
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我国生物天然气产业发展现状 被引量:18
4
作者 白红春 孙清 +2 位作者 葛慧 郭志强 杨林 《中国沼气》 北大核心 2017年第6期40-45,共6页
生物天然气是沼气通过净化提纯后得到的绿色、低碳、清洁环保的可再生燃气,与常规天然气成分、热值等基本一致。它的使用为传统沼气产业开辟了新的应用领域,提高了传统沼气工程的经济性,促进了沼气工程运营的持续性和稳定性,具有广阔的... 生物天然气是沼气通过净化提纯后得到的绿色、低碳、清洁环保的可再生燃气,与常规天然气成分、热值等基本一致。它的使用为传统沼气产业开辟了新的应用领域,提高了传统沼气工程的经济性,促进了沼气工程运营的持续性和稳定性,具有广阔的市场前景。文章分析了我国生物天然气产业政策的发展现状,指出现有政策侧重于项目建设环节,缺乏终端产品利用鼓励政策;对不同类型的沼气提纯技术进行了对比,从不同角度分析了各类技术的优缺点;通过分析原料供应市场和我国天然气市场现状,阐述了当前生物天然气产业面临的市场机遇与挑战,以期为我国生物天然气产业的发展提供一定的借鉴。 展开更多
关键词 生物天然气 提纯 沼气 天然气
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生物质独特的负碳排放作用是碳减排的利器 被引量:10
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作者 程序 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期44-53,共10页
生物质能是全生命周期分析意义上的碳“零排放”能源,然而其独特的负碳排放作用还鲜为人知。阐述了生物质负碳排放效应发生的机制,全球和中国的理论潜力;探讨了生物质负碳排放的几种切实可行途径,特别是通过减排作为主要温室气体的生物... 生物质能是全生命周期分析意义上的碳“零排放”能源,然而其独特的负碳排放作用还鲜为人知。阐述了生物质负碳排放效应发生的机制,全球和中国的理论潜力;探讨了生物质负碳排放的几种切实可行途径,特别是通过减排作为主要温室气体的生物源甲烷达到负碳排放的途径;指出生物(性)碳存留远远优于地质碳封存且现实可行。国际气候变化界对包括负排放在内的生物质温室气体总体减排效应寄予很大的、甚至被称为控制全球温升1.5℃愿景“唯一”的希望。生物质对温室气体减排重大作用在中国被严重忽视的局面必须尽快改观。 展开更多
关键词 生物质 负碳排放 生物甲烷 生物性碳捕获和存留 温室气体减排
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瘦煤制取生物甲烷过程模拟实验研究 被引量:10
6
作者 苏现波 吴昱 +1 位作者 夏大平 陈鑫 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1055-1059,共5页
在实验室条件下模拟煤层生物甲烷生成过程。采用红外光谱法、气相色谱法及X-射线衍射法对实验结果进行处理分析。结果显示:(1)在反应过程中,煤微晶层片直径La、层片堆砌高度Lc、层片间距d002和层片数Nc均有所降低;氢键力逐渐减弱,有氧... 在实验室条件下模拟煤层生物甲烷生成过程。采用红外光谱法、气相色谱法及X-射线衍射法对实验结果进行处理分析。结果显示:(1)在反应过程中,煤微晶层片直径La、层片堆砌高度Lc、层片间距d002和层片数Nc均有所降低;氢键力逐渐减弱,有氧官能团含量发生不同程度的减少。(2)反应过程中产出了乙醇、乙酸和丁酸3种有机物,并随着反应进行逐渐被消耗。(3)反应液pH值呈现先下降后上升的趋势,最终维持在8.4左右至反应结束。由此可得,CO2还原是生物甲烷生成的主要途径,乙酸发酵在前期对生物甲烷的生成贡献较小。 展开更多
关键词 瘦煤 生物甲烷 微生物降解 二氧化碳还原
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GET技术应用中农家肥与水稻秸秆混合发酵对土壤肥力的影响 被引量:8
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作者 耿启明 黄永文 陈芳清 《河南农业科学》 北大核心 2019年第7期68-73,共6页
为了引进和推广GET(Methane gas as renewable energy at rice fields tian)技术,并有效改善土壤肥力,开展了基于GET技术的农家肥和水稻秸秆混合厌氧发酵,生产生物甲烷的田间试验。通过对利用和未利用该技术的土壤全氮、全磷、有机质含... 为了引进和推广GET(Methane gas as renewable energy at rice fields tian)技术,并有效改善土壤肥力,开展了基于GET技术的农家肥和水稻秸秆混合厌氧发酵,生产生物甲烷的田间试验。通过对利用和未利用该技术的土壤全氮、全磷、有机质含量的测定,探讨了试验过程中农家肥类型(猪粪和牛粪)、水稻秸秆施用量2个试验因子及其交互作用对土壤肥力的影响。试验结果表明,农家肥类型、水稻秸秆施用量及其交互作用均对土壤肥力产生了一定影响。农家肥类型对土壤有机质含量有极显著影响,其中,以猪粪+水稻秸秆处理对土壤有机质含量的促进效果较好,其土壤有机质含量比牛粪+水稻秸秆、水稻秸秆处理分别提高7.67%、29.86%,水稻秸秆处理土壤全氮、全磷含量相比对照分别增加35.72%、 59.97%。水稻秸秆施用量对土壤有机质、全磷含量分别有极显著、显著影响,不同施用量的水稻秸秆使土壤全氮、全磷、有机质含量最高分别增加24.70%、71.12%、156.15%,但水稻秸秆施用量超过100 kg/垄以后,土壤有机质含量的增加不再显著。2种农家肥+水稻秸秆配比中,均以农家肥∶水稻秸秆(质量比)=120∶125对土壤的增肥效果较好。 展开更多
关键词 土壤肥力 GET技术 农家肥 水稻秸秆 生物甲烷
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沼气净化制取高纯度生物质甲烷技术进展 被引量:7
8
作者 李胜 肖友程 +1 位作者 卢朝霞 黄福川 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2014年第11期19-23,共5页
分析和对比了国内外沼气利用技术现状,综述了高压水洗工艺、化学吸收工艺、变压吸附工艺(PSA)、膜分离工艺、低温分离工艺和原位脱碳工艺等技术的研究和发展概况,对各种工艺技术进行了对比和总结,指出需要依据当地自然条件和政府政策等... 分析和对比了国内外沼气利用技术现状,综述了高压水洗工艺、化学吸收工艺、变压吸附工艺(PSA)、膜分离工艺、低温分离工艺和原位脱碳工艺等技术的研究和发展概况,对各种工艺技术进行了对比和总结,指出需要依据当地自然条件和政府政策等因素对净化工艺进行选择和开发。 展开更多
关键词 沼气 净化 生物质甲烷 技术
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NaOH预处理对无烟煤生物甲烷转化的影响 被引量:5
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作者 李兴凤 郭红光 +2 位作者 张亦雯 韩作颖 刘健 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2019年第11期6-9,共4页
选用浓度为0.01、0.1、0.3 mol/L的NaOH溶液对无烟煤进行预处理,通过检测不同浓度NaOH预处理所得残煤、滤液及其混合物的生物甲烷产量,研究NaOH预处理对无烟煤生物甲烷转化的影响。结果显示,高浓度NaOH预处理可以显著提高固体煤的产气量... 选用浓度为0.01、0.1、0.3 mol/L的NaOH溶液对无烟煤进行预处理,通过检测不同浓度NaOH预处理所得残煤、滤液及其混合物的生物甲烷产量,研究NaOH预处理对无烟煤生物甲烷转化的影响。结果显示,高浓度NaOH预处理可以显著提高固体煤的产气量;不同浓度处理后的滤液也有生物甲烷的产生,说明NaOH作用于煤结构,使小分子有机物溶出;煤与滤液产气之和显著大于混合条件下产气量,在工程实际运用中,可考虑先抽出煤层预处理后产生的液体,然后注入微生物以提高产气量。 展开更多
关键词 NaOH预处理 无烟煤 生物甲烷 微生物增产煤层气 工业应用
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山西沁水煤田煤炭生物气化特征分析概述
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作者 吴鹏 宋燕莉 +1 位作者 刘健 谭凯丽 《能源与节能》 2024年第7期8-12,共5页
煤层产甲烷菌菌群是一种由多种微生物组成且能够利用煤中有机物作为碳源,将煤从固态形式转为以甲烷为主的气态形式的独特微生物群落。通过一系列研究发现,在沁水盆地早期成气阶段生物成气具有一定的重要性。如今在特定条件下能够将该种... 煤层产甲烷菌菌群是一种由多种微生物组成且能够利用煤中有机物作为碳源,将煤从固态形式转为以甲烷为主的气态形式的独特微生物群落。通过一系列研究发现,在沁水盆地早期成气阶段生物成气具有一定的重要性。如今在特定条件下能够将该种处于休眠状态的菌群重新激活,并且能够再次实现生物甲烷合成。其中沁水煤田的地质特征和产甲烷菌菌群的生存特点揭示了山西沁水煤田的生物气化特征。 展开更多
关键词 煤层气 生物气 古生菌 沁水煤田 无烟煤
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Kinetics and Process Studies of the Potential for Transformation of Biogas to Biomethane and Liquefaction using Cryogenic Liquid for Domestic Applications
11
作者 Benard Ogembo Paul Njogu Francis Ochieng 《Energy and Power Engineering》 2023年第6期229-240,共12页
The present work dealt with the generation, purifying and liquefaction of biomethane to improve energy density using local materials for domestic applications. Cow dung was sourced at JKUAT dairy farm and experiments ... The present work dealt with the generation, purifying and liquefaction of biomethane to improve energy density using local materials for domestic applications. Cow dung was sourced at JKUAT dairy farm and experiments were conducted at JKUAT Bioenergy laboratory using biogas generated in laboratory scale 1 m<sup>3</sup> bioreactors. Experiments were done in triplicates and repeated under different conditions to get the optimal conditions. The results showed that enhanced cow dung substrate displayed an improved fermentation process with increased biogas yields. Purified biogas optimized methane content from 56% ± 0.18% for raw biogas to 95% ± 0.98% for biomethane which was ideal for liquefaction. 展开更多
关键词 bioGAS bio-methane Catalysis PURIFICATION LIQUEFACTION bio-ENERGY KINETICS
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多元主体利益关系视角下“粮气循环”研究
12
作者 王惠乔 张鸣鸣 张道远 《经济研究参考》 2024年第8期51-65,共15页
提升耕地质量是保障粮食安全的重要根基。以生物天然气为纽带的“粮—气—粮”循环农业具有改良土壤、节约资源、降低种粮成本等效用。本文以河南省商水县“粮气循环”实践为典型案例,在描述、总结“粮气循环”模式的做法和成效基础上,... 提升耕地质量是保障粮食安全的重要根基。以生物天然气为纽带的“粮—气—粮”循环农业具有改良土壤、节约资源、降低种粮成本等效用。本文以河南省商水县“粮气循环”实践为典型案例,在描述、总结“粮气循环”模式的做法和成效基础上,在政府、企业、农民多元主体利益关系视角下,基于物质流动链构建分析框架,分析各主体参与“粮气循环”的动力特征及主体之间的互动机制,探讨多元主体开展“粮气循环”的可能性和条件,并提出相关对策建议。研究发现:环境政策是地方政府参与“粮气循环”的关键动力,经济收益则是农民和生物天然气企业参与的关键动力;“粮气循环”模式通过填补秸秆处理、社会化服务、清洁能源供给等产业链短板,实现国家、地方政府、企业、农民多元主体的共同价值目标,形成多元主体之间的良性互动。 展开更多
关键词 循环农业 生物天然气 提升耕地质量
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贵州省生物天然气发展现状及农作物秸秆资源潜力 被引量:3
13
作者 刘甜 《畜牧与饲料科学》 2019年第10期81-83,共3页
对贵州省现阶段生物天然气工程发展的现状进行了阐述,研究了贵州省发展生物天然气存在的问题和困难,并统计了各市州农作物秸秆资源可收集量,计算出了生物天然气的生产潜力,以期为生物天然气的制备和利用提供参考。
关键词 生物天然气 资源潜力 农作物秸秆
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能源转型下天然气产业发展前景及启示 被引量:3
14
作者 马业超 杨真子 王远航 《石油石化绿色低碳》 2021年第6期1-4,共4页
2021年第26届联合国气候大会呼吁世界各国强化减排目标,加快向低碳能源体系转型。在全球气候治理和“双碳”目标背景下,国际天然气行业面临着实现净零排放、监管政策收紧、行业投资信心不足和资产减值等诸多问题和挑战。该文通过分析天... 2021年第26届联合国气候大会呼吁世界各国强化减排目标,加快向低碳能源体系转型。在全球气候治理和“双碳”目标背景下,国际天然气行业面临着实现净零排放、监管政策收紧、行业投资信心不足和资产减值等诸多问题和挑战。该文通过分析天然气在能源转型中的作用,总结世界领先天然气运营商的战略及最新探索实践,得到四点启示:一是天然气产业发展前景仍然广阔,应保持天然气业务可持续性增长;二是推动天然气与氢气、生物甲烷等协同发展,助力资产保值增值;三是一次、二次能源融合发展,构建安全可靠低碳的完整能源生态系统;四是发挥“一带一路”全球资产价值网络优势,全要素发力服务国家“双碳”目标的实现。 展开更多
关键词 天然气 能源转型 碳中和 氢能 生物甲烷
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菌种类型及EDTA二钠用量对生物甲烷生成的影响 被引量:2
15
作者 夏大平 司青 +2 位作者 苏现波 胥帅帅 马俊强 《微生物学杂志》 CAS CSCD 2014年第4期15-20,共6页
采用平板分离和培养瓶厌氧技术,结合PCR扩增技术,以沙曲矿煤为发酵基底,中泰矿业和沙曲矿井水及白腐菌为菌种来源,进行产甲烷菌培养实验,并添加不同浓度梯度的EDTA二钠,进行产甲烷菌培养实验,测定实验结束后的产甲烷量。实验证明:中泰... 采用平板分离和培养瓶厌氧技术,结合PCR扩增技术,以沙曲矿煤为发酵基底,中泰矿业和沙曲矿井水及白腐菌为菌种来源,进行产甲烷菌培养实验,并添加不同浓度梯度的EDTA二钠,进行产甲烷菌培养实验,测定实验结束后的产甲烷量。实验证明:中泰矿业矿井水中有产甲烷菌的存在,而沙曲矿井水在含反硝化菌和pH偏高的情况下,抑制了产甲烷菌的生长。同等条件下沙曲矿批次实验中没有甲烷气体的产生,而中泰矿业的有气体产出,适宜浓度的EDTA二钠浓度会显著提高产气量,EDTA二钠用量为1.0 g/L时,中泰矿井水CH4产率达到最大,为10.0 mL/g煤,反应后溶液的pH值明显增高。 展开更多
关键词 产甲烷菌 生物甲烷 EDTA 二钠 产气量
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Development strategy of efficient bio-methane system by focused utilization of distributed biomass
16
作者 Ouyang Pingkai 《Engineering Sciences》 EI 2014年第2期9-11,共3页
Bio-methane,as a promising renewable green energy,the component and thermal value of which are very close to that of natural gas,indicates an enormous resource potential and could be employed as the alternative of fos... Bio-methane,as a promising renewable green energy,the component and thermal value of which are very close to that of natural gas,indicates an enormous resource potential and could be employed as the alternative of fossil energy through the development of agro-industrial integration and efficient bio-methane system. Establishment of high efficient agro-industrial integrated bio-methane system is an important component of the renewable energy system and also a significant way of emission reduction. 展开更多
关键词 DISTRIBUTED biomass resources energy system bio-methane
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Vb生物膜反应器处理酵母废水的发酵特性研究
17
作者 姚义 吕育财 +3 位作者 李宁 郭金玲 田毅红 龚大春 《中国农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期133-144,共12页
利用以炭纤维为载体的生物膜反应器处理酵母废水,通过逐步提高进料浓度的方式,对厌氧生物膜反应器处理高浓度有机废水的能力及反应器内微生物的多样性变化特征进行了探索。结果表明,当控制水力停留时间(HRT)为6d,进料COD浓度由启动时2 7... 利用以炭纤维为载体的生物膜反应器处理酵母废水,通过逐步提高进料浓度的方式,对厌氧生物膜反应器处理高浓度有机废水的能力及反应器内微生物的多样性变化特征进行了探索。结果表明,当控制水力停留时间(HRT)为6d,进料COD浓度由启动时2 798mg/L分阶段提升至5 596和13 990mg/L的过程中,相应的沼气容积产气率分别为0.06、0.14和0.37L/(L·d),平均甲烷含量分别为57%、71%和74%,COD平均去除率分别为45%、64%和65%,反应器表现出了较强的抗有机负荷冲击能力。当进料COD浓度继续提高至22 980mg/L,对应COD容积负荷达4.7g/(L·d)时,COD去除率降至49%,但pH能维持在7.7,平均甲烷含量为66%,沼气容积产气率进一步上升到0.58L/(L·d)。可见,过高的进料容积负荷虽然提高了容积产气率,但会造成沼气转化效率的下降。高通量测序结果表明,随着有机负荷的增加和运行时间的延长,反应器内微生物菌群逐渐稳定并演化成了以甲烷螺菌属(Methanospirillum)、甲烷鬃菌属(Methanosaeta)、甲烷杆菌属(Methanobacterium)为古菌代表和以食酸菌属(Acidovorax)、芽孢八叠球菌属(Sporosarcina)为细菌代表的优势菌属构成的沼气微生物菌群,优势菌属占总微生物数量的比例为58%。启动初期和稳定期的沼液中古菌、细菌所占比例分别为69.23%、30.77%和66.86%、33.14%;产甲烷类菌株在古菌菌群中的比例从起始阶段的33.11%提升到稳定阶段的76.70%,氢营养型产甲烷菌成为古菌群落结构中占绝对优势地位的类群(由起始阶段的24.67%升高到稳定阶段的60.13%)。 展开更多
关键词 酵母废水 沼气发酵 生物膜反应器 微生物群落结构 生物甲烷
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基于沼气压力调控的厌氧干发酵研究
18
作者 彭竹 杨世关 +1 位作者 李继红 陈梦圆 《中国沼气》 北大核心 2017年第6期18-24,共7页
针对制约厌氧干发酵技术推广应用的传质限制、搅拌能耗高和产气率低等瓶颈问题,文章提出了基于"周期性聚气增压,间歇性喷淋强化传质、定期快速释气泄压"压力调控的干发酵工艺。采用蔬菜废弃物和芦竹秸秆作为混合发酵原料进行... 针对制约厌氧干发酵技术推广应用的传质限制、搅拌能耗高和产气率低等瓶颈问题,文章提出了基于"周期性聚气增压,间歇性喷淋强化传质、定期快速释气泄压"压力调控的干发酵工艺。采用蔬菜废弃物和芦竹秸秆作为混合发酵原料进行中温发酵试验,研究了压力调控下干发酵的产气效果,pH值的变化及原料降解的情况。结果表明:发酵底物浓度为15%时,压力调控组的最大日产气率为62.55 mL·g^(-1)VS,相对其对照组提高了29.64%;经过50 d发酵后累积产气率为820.47 mL·g^(-1)VS,是其对照组的2.09倍;pH值均在7.0~7.69之间波动,运行良好,所产沼气中CH_4含量高达79.12%;其纤维素降解率达30.2%,约为对照组的1.2倍。表明压力调控可促进干发酵直接产出CH_4含量较高的生物天然气。 展开更多
关键词 干发酵 压力调控 自搅拌 生物天然气
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沼气低温提纯的可行性分析
19
作者 杨鑫 李子富 +2 位作者 程世昆 王冬泠 赵军嫄 《环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期164-167,共4页
沼气作为一种典型的生物质能源通过提纯可制得生物甲烷(BNG),低温提纯作为一种制取生物甲烷的技术目前仍处于实验室阶段,并没有任何工程应用。从原理出发,提出了沼气进行低温提纯的两种方式,即气液分离与气固分离。通过对相图的研究与... 沼气作为一种典型的生物质能源通过提纯可制得生物甲烷(BNG),低温提纯作为一种制取生物甲烷的技术目前仍处于实验室阶段,并没有任何工程应用。从原理出发,提出了沼气进行低温提纯的两种方式,即气液分离与气固分离。通过对相图的研究与沼气热力学参数的计算得出结论。结果表明:气液分离难以保证CH4含量,可行性较差,气固分离模式可达到分离目的,可行性较强。随后从能耗的角度对低温提纯进行分析。计算结果表明,BNG纯度要达到车用天然气要求(CH4含量95%)时,低温分离所消耗的冷能约为77.2 k W。通过合理设计工艺可有效降低其能耗。 展开更多
关键词 沼气提纯 低温 分离 生物天然气
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煤层气生物工程研究进展 被引量:39
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作者 苏现波 夏大平 +6 位作者 赵伟仲 伏海蛟 郭红光 何环 鲍园 李丹 魏国琴 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1-30,共30页
煤层气生物工程是将营养液或经过驯化、改良的菌种注入地下煤层或通过地面发酵产气的方式,把煤的部分有机组分转化为甲烷,实现微生物强化煤层气产出的一种特殊发酵工程。该工程作为多学科交叉的新兴边缘学科,涉及到能源、环境和新材料... 煤层气生物工程是将营养液或经过驯化、改良的菌种注入地下煤层或通过地面发酵产气的方式,把煤的部分有机组分转化为甲烷,实现微生物强化煤层气产出的一种特殊发酵工程。该工程作为多学科交叉的新兴边缘学科,涉及到能源、环境和新材料三大领域,具有多重效益,越来越受到关注,详细总结了国内外煤层气生物工程10余年的发展历程,首先从煤层(水)的生物多样性、厌氧发酵系统产气机制和控制因素等方面系统分析了煤层气生物工程的微生物学基础;以研究厌氧发酵系统中气固液菌为核心,整合其他学科的研究方法,初步形成了煤层气生物工程自身的研究方法,最后提出了煤层气生物工程的实施方案及发展趋势。生物多样性为煤层生物甲烷的生成提供了菌种来源,根据发酵系统中气固液菌的变化规律将发酵过程区分为4个阶段,系统中的底物和环境因子控制了微生物群落结构,影响了生物甲烷的产量,甲烷的成因区分为乙酸营养型、氢营养型、甲基营养型3种,这一认识初步构成了煤层气生物工程的理论基础。分子生物学、地球化学与煤化学等的结合为该学科的发展提供了方法支撑。地面发酵池产气工程除了获取生物甲烷这一洁净能源外,还可以与褐煤提质、高硫煤微生物脱硫和新材料合成相结合,使得经济效益最大化;地下煤层气生物工程以其增气、增解、增透作用可大幅度提升煤层气井的产量,并获取液相有机物,同时可以实现二氧化碳的甲烷化,二氧化碳矿化对采空区可起到固化作用,减排效果显著。煤层气生物工程以其理论性、方法性和实用性正在成为一个全新的领域,将有力推进中国煤层气大规模商业化开发进程。 展开更多
关键词 煤层气生物工程 煤层生物甲烷 厌氧发酵 微生物强化煤层气产出 二氧化碳减排 新材料
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