[发明专利]一种测定生物质物料沼气生成潜力的方法和装置

说明书

发明名称 

一种测定生物质物料沼气生成潜力的方法和装置 

技术领域

本发明属于生物质能源利用与沼气生产技术领域，具体地涉及到一种测定生物质物料沼气生成潜力的方法和装置。 

背景技术

作为传统的石油等不可再生能源的主要替代者——生物质能源，有关对它的转化利用技术研究越来越受到人们的重视。其中以应用厌氧消化处理工艺产生生物质沼气的研究较为全面和成熟。 

随着相关研究工作的深入开展，厌氧消化处理已被认为是较为有效的生物质利用技术之一，但是由于生物质来源较为复杂多样，其成分也存在很大的差异性，这就直接影响其进行厌氧消化处理的效率，包括对生物质沼气产量和沼气中甲烷的含量的影响，进而影响发酵设施和发酵工艺的设计。一方面，沼气产量作为判断厌氧消化处理对于生物质资源转化效率的重要指标，能否既满足自身工艺能耗需求同时又生产具有较高附加值的能量来源以供他用，直接影响生物质厌氧消化处理工艺的选择和实施。另一方面，甲烷作为沼气的主要成分，其具有很高的热值，无论作为燃料利用还是转化发电都有很高的利用价值，因此沼气中的甲烷含量常被视为沼气可利用价值高低的判断依据，决定了生物质厌氧消化处理工艺的选择和设计。 

为了提高生物质厌氧消化发酵处理工艺的效率，增加沼气产量及沼气中甲烷的含量，使得生物质资源作为可再生能源能够得到更加充分的利用，就需要对生物质厌氧消化原料进行实验室级的测试与观察，以便可以快速、准确的判断其转化利用的效率，选择设计最为适合的厌氧消化处理工艺，最大程度的转化和利用生物质资源，更好的促进对日益严峻的能源问题的解决。 

发明内容

本发明所提出的一种生物质沼气生成潜力的测定方法和装置，模拟厌氧消化处理工况，可以快速有效地对生物质原料的沼气生成能力进行实验测定，以实际沼气产量判断生物质原料的沼气生成潜力，可为提升厌氧消化工艺效率提供可靠的参考数据，有助于提高生物质能源的转化利用效率。 

本发明装置主要由恒温培养箱、可密封1升或者2升的透明容器、橡胶气管、气体收集计量装置组成。将可密封容器置于恒温培养箱中，以橡胶气管连接可密封容器和气体收集计量装置，组成厌氧消化处理实验室用实验装置。 

附图说明

附图是本发明测定生物质物料沼气生成潜力的装置示意图，具体组成如下： 

1.可密封容器；2.橡胶气管；3.恒温培养箱；4.气体收集计量装置。 

具体实施方式

从附图所示本发明一种测定生物质物料沼气生成潜力的装置可以看出，本发明方法将预先制备的生物质物料装入可密封容器(1)中，以橡胶气管(2)连接已装入生物质物料的可密封容器1和气体收集计量装置(4)，再将可密封容器(1)置于恒温培养箱(3)中，调节恒温培养箱至适当的温度(中温发酵35～37℃；高温发酵53～55℃)，完成生物质物料沼气生成潜力的装置。 

本发明中前述的可密封容器(1)中装入的预先制备的生物质物料是指生物质原料与发酵活跃的沼气发酵液按照一定比例(1∶1～1∶4)混合后得到的生物质发酵物料。气体收集计量装置(4)是由内外两个大小不同的水桶以排水法收集沼气并计量的装置，内桶装满水后倒置于外桶内，橡胶气管(2)伸入内桶并将出气口置于液面顶端，可密封容器(1)所产生的沼气，经由橡胶气管(2)进入气体收集计量装置(4)的内桶，将内桶的水排入外桶，根据内桶标识的刻度计算所排出水的量，即为所制备的生物质物料所产生的沼气量。同步进行空白对照实验，即其他实验条件均相同的情况下，不投加生物质物料只对与前述按比例投加的等量沼气发酵液进行实验测定，得到空白沼气发酵液产生的沼气量，则实际的生物质物料的沼气生成潜力按如下公式推算： 

沼气生成潜力＝(L_s-L₀)/VS₀

(L_s：生物质物料产生的沼气量，L；L₀：空白沼气发酵液产生的沼气量，L； 

VS₀：投入到密封容器(1)的生物质物料的挥发分量，kg)。