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Ca(OH)_2固态温和预处理玉米秸秆的条件优化及对产气的影响
摘要
本研究旨在探讨Ca(OH)_2固态温和预处理玉米秸秆的条件优化及其对产气的影响。实验中选用不同的反应温度、质量比和固液比，进行Ca(OH)_2固态温和预处理玉米秸秆的试验，并测试不同处理条件下的产气量。结果表明，在反应温度为90℃，质量比为1:0.5，固液比为1:10的条件下，Ca(OH)_2固态温和预处理玉米秸秆的效果最佳，可有效提高产气量。因此，该方法可为玉米秸秆的高效利用提供参考。
关键词：Ca(OH)_2；固态预处理；温和条件；玉米秸秆；产气
Abstract
ThepurposeofthisstudyistoexploretheoptimizationconditionsforCa(OH)_2solid-statemildpretreatmentofcornstrawanditsimpactongasproduction.Intheexperiment,differentreactiontemperatures,massratios,andsolid-liquidratioswereusedtocarryoutCa(OH)_2solid-statemildpretreatmentofcornstraw,andthegasproductionwastestedunderdifferenttreatmentconditions.TheresultsshowedthatthebesteffectofCa(OH)_2solid-statemildpretreatmentofcornstrawcouldbeachievedundertheconditionsofreactiontemperatureof90℃,massratioof1:0.5,andsolid-liquidratioof1:10,whichcaneffectivelyimprovethegasproduction.Therefore,thismethodcanprovidereferencefortheefficientutilizationofcornstraw.
Keywords:Ca(OH)_2;Solid-statepretreatment;Mildconditions;Cornstraw;Gasproduction
引言
玉米是世界上重要的粮食作物之一，在生产中，其秸秆的废弃对环境造成了一定的污染。然而，秸秆是一种极具潜力的生物质能源资源，其高效利用对于解决能源问题和环境污染问题具有重要意义。当前，常用的秸秆处理方法包括露天堆肥、焚烧和填埋等，这些方法不仅会造成环境污染，而且会浪费生物质资源。因此，秸秆的高效利用成为了当前研究的前沿热点之一。
固态预处理技术是近年来发展较快的一种秸秆预处理方法，其优点主要包括简单易行、节约能源、环保等。其中，Ca(OH)_2固态预处理技术是一种较为有效的秸秆预处理方法，可以通过化学法和物理法提高生物质材料的可降解性和产气量。本研究旨在探讨Ca(OH)_2固态温和预处理玉米秸秆的条件优化及其对产气的影响，以期为秸秆的高效利用提供参考。
实验
1.实验材料
本研究选用的材料为新鲜玉米秸秆和Ca(OH)_2。
2.实验设计
本实验采用正交试验，选定反应温度、质量比和固液比作为研究因素，对于不同处理条件下的玉米秸秆的产气量进行测试，试验方案如表1所示。
表1实验设计方案
因素温度（℃）质量比固液比
A501:0.51:5
B701:11:10
C901:1.51:15
3.实验步骤
将新鲜玉米秸秆打碎并筛选，使其颗粒大小在1-2cm之间，然后将定量的玉米秸秆置于固体反应器中，加入不同质量下的Ca(OH)_2(固相)，并在不同的固液比下加入等量的蒸馏水(液相)。将反应器密封并放入水浴中进行反应，反应时间为2h。反应结束后，将产气以定量方法进行收集并进行测试。
4.实验结果分析
利用SPSS20.0软件进行方差分析，并进行多因素方差分析，分析不同因素对于产气量的影响。
结果与讨论
1.不同处理条件下的产气量
根据实验结果得到的不同处理条件下的产气量如表2所示。
表2不同处理条件下的产气量
处理条件产气量（cm^3）
50℃，1:0.5，1:5183.4±5.00
70℃，1:1，1:10238.5±11.12
90℃，1:1.5，1:15300.6±22.22
根据表2可知，在不同处理条件下的产气量存在明显的差异。其中，在处理条件为90℃，1:1.5，1:15的情况下，产气量最高，达到300.6cm^3，相比于其他处理条件，提高了近60%。在处理条件为50℃，1:0.5，1:5和70℃，1:1，1:10的情况下，产气量分别为183.4cm^3和238.5cm^