陈鸣岐,马 涛

(1.哈尔滨工业大学市政环境工程学院城市水资源与水环境国家重点实验室,哈尔滨 150090;2.哈尔滨工业大学经济与管理学院,哈尔滨 150090)

生物制氢中的发酵产氢与光合产氢相比,更具发展潜力.从产氢的原料来看,除了葡萄糖、淀粉外,纤维素类物质也可以作为生物产氢的原料.木质纤维素是一个巨大的可通过微生物发酵作用将其转化为能源的可再生糖类资源,对其进行预处理是成本最高的步骤[1].因此,本研究采用能值分析方法,以稻草和麦杆作为秸秆的代表物,对物理、化学以及物理化学预处理法进行了能值分析与比较.

1 预处理方法的分类

机械粉碎法:机械粉碎通过剪切或研磨减小原料颗粒尺寸,提高反应面积,同时在一定程度上破坏植物纤维的高级结构,将结晶态纤维素转化成无定形态,使整个大分子结构松散,易于反应[2].

酸处理法:酸处理多采用稀硫酸(0.5%～1.0%),在 130～200℃与原料反应数分钟,处理后,半纤维素几乎全部水解为单糖(主要为木糖).

氨纤维爆破法:氨纤维爆破法是将木质纤维原料在高温和高压下用液氨处理,然后突然减压使原料爆破.

2 能值理论与基本评价指标

能值(Emergy).能值是指流动或贮存的能量中所包含的另一类别能量的数量.多以太阳能值(Solar Emergy)来衡量某一能量的能值大小,其单位为太阳能焦耳(Solar emjoules),即 sej[3].

能值分析 (Emergy Analysis).能值分析以同一客观标准—太阳能值衡量不同类别不同能质的能量的真实价值和数量关系.假设某个……