專利名稱：實驗室條件下沼氣制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種能源技術領域的方法，具體的說，涉及的是一種實驗室條件下沼氣制備方法。
背景技術：
沼氣是熱值較高的氣體燃料，其中主要成分為甲烷和二氧化碳。所以，研究影響其產氣量和產氣中各種氣體含量(主要是甲烷和二氧化碳)的因素是十分有意義的，而這類的研究實驗就需要在實驗室內制備并采集沼氣。
沼氣工程在中國發(fā)展時間很長，各地都有規(guī)模不等的沼氣工程在運行中。但是，大型沼氣工程不適合用于研究。實驗室制取沼氣的主要目的是供實驗研究所需，所以他不需要長時間的大量生產沼氣，對整個裝置的循環(huán)利用要求不高，但是，卻很強調實驗裝置的簡單性和實用性。
經對現(xiàn)有技術的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利(申請)號為CN99115119.4，名為沼氣的發(fā)酵方法的專利，其工藝流程為，廢物→調節(jié)池→加熱管的厭氧池→沼氣，其特點是發(fā)酵溫度可以根據(jù)所需產氣量來調節(jié)，但是他仍舊沒有擺脫大型沼氣池的傳統(tǒng)結構，不適宜在實驗室內實現(xiàn)。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種實驗室條件下沼氣制備方法，使其可以快速、高效制備沼氣以供實驗研究所用。本發(fā)明的特點是制取沼氣的設備簡單，占地少，產氣啟動迅速，容易在實驗室中搭建、拆卸、清理，而且成本低。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的，包括以下步驟1.物料的預處理把發(fā)酵物料，放在玻璃器皿內，然后加水攪拌，直到成粘稠的糊狀為止。放置5天，每天攪拌2次，每天測Ph值一次。
所述的物料可以為豬、牛、馬、雞等人畜禽類的糞便。
2.測定物料和接種物的總固體含量TS(1)瓷坩堝的干燥將2個瓷坩堝洗滌后在馬弗爐600℃灼燒1小時，然后停止灼燒，待爐的溫度降至100℃時，取出瓷坩堝在干燥器中冷卻，重復以上步驟至恒重，稱重，質量用a表示。
(2)采用烘干法測定物料及接種物總固體含量TS接種物是沼氣發(fā)酵啟動時所使用的含有大量沼氣發(fā)酵微生物的各種厭氧活性污泥，本發(fā)明使用的接種物是正常產氣沼氣池的沼液。
把物料及接種物分別置于瓷坩堝內，分別稱重，質量用b表示，放入干燥器，在105℃下干燥，干燥后，物料及瓷坩堝(或接種物及瓷坩堝)質量用c表示，按下面的公式分別計算出物料及接種物的總固體含量TS。
TS=c-ab-a×100%]]>3.發(fā)酵液中各個成分質量的確定所需發(fā)酵液濃度用V表示，范圍從6％到12％。接種物濃度用U表示，范圍從20％到50％。要配置發(fā)酵液的總質量用Z表示，要加的物料質量用X表示，要加的接種物的質量用Y表示，要加的水的質量用W表示。
用一燒杯，放置于電子秤上，電子秤讀數(shù)清零。
先根據(jù)Y＝Z×U，計算得所需接種物的質量。往燒杯內倒入接種物，直至質量為Y克為止。
根據(jù)方程TS豬糞×X+TS接種物×Y＝V×Z，求出X。把電子秤讀數(shù)清零，用勺子往燒杯內加入物料，直至質量為X克為止。
然后用發(fā)酵液的總質量Z，減去物料質量X和接種物質量Y，就得到了所要加的水的質量W。把電子秤讀數(shù)清零，往燒杯內加入自來水直至W克為止。
所需加炭粉的質量按1L發(fā)酵液加1g炭粉來計算。用分析天平，稱取所需的炭粉，加入上述配料后的燒杯中。
用玻璃棒攪勻所配置的發(fā)酵液，直至發(fā)酵液中看不到明顯的顆粒狀物質為止。
4.裝料取一錐形瓶，將燒杯中配置好的發(fā)酵液倒入其中，取一橡膠塞，分別用打孔器在其上開采氣孔、采料孔和出氣孔，插上玻璃管，采料孔的玻璃管上套上橡膠管，不采料時用夾子夾住，采料時將夾子取走，采氣孔的玻璃管上套上橡膠管，不采氣時用夾子夾住，采氣時可以接氣袋。用此橡膠塞，塞上錐形瓶瓶口，然后將準備好的錐形瓶放置于搖床內。
5.發(fā)酵產氣向搖床內注水，開啟搖床，設定溫度到所需要的溫度，溫度范圍是從室溫到52℃，設定振蕩速度為115次/分鐘，發(fā)酵原料開始產氣。
6.氣體收集再取另一錐形瓶，作為集氣瓶，注滿飽和食鹽水。再取另一橡膠塞，分別開出進氣孔和排水孔，用橡膠管將進氣孔和發(fā)酵瓶的出氣孔相連，排水孔的玻璃管套上橡膠管伸入到集水瓶中。用此橡膠塞塞住集氣瓶瓶口。
本發(fā)明可以快速、高效制備沼氣以供實驗研究所用。本發(fā)明的特點是制取沼氣的設備簡單，占地少，產氣啟動迅速，容易在實驗室中搭建、拆卸，清理，而且成本低?？梢阅M物料和接種物濃度、發(fā)酵溫度、PH等因素對發(fā)酵結果的影響。在發(fā)酵過程中，發(fā)酵溫度可通過調節(jié)搖床水浴溫度隨時控制。由于結構簡單，整個裝置發(fā)酵時幾乎不受外界條件和沼氣池中常見影響因素的干擾，實驗成功率和準確性提高。具有沼氣產量高，且沼氣中甲烷含量高的特點。同時可以方便地在采氣孔上接上氣袋采集到沼氣，通過采料孔取到發(fā)酵過程中的發(fā)酵液，以供實驗研究所需。
具體實施例方式
以下是結合實例對本發(fā)明的描述在不同溫度、不同接種物濃度、不同發(fā)酵液濃度下分別做了產氣量和產氣中甲烷和二氧化碳成分的測定。
實例一把發(fā)酵物料豬糞放在玻璃器皿內，加水攪拌，直到成粘稠的糊狀為止。放置5天，每天攪拌2次，每天測PH值一次。待5天后豬糞預處理完畢，將瓷坩堝洗滌后在馬弗爐600℃灼燒1小時，，然后停止灼燒，待爐的溫度降至100℃時，取出瓷坩堝在干燥器中冷卻，重復以上步驟至恒重，稱重為a。把豬糞與接種物分別置于瓷坩堝內，稱重，質量為b，放入干燥器，在105℃下干燥，干燥后，物料及瓷坩堝(或接種物及瓷坩堝)質量為c，按公式TS=c-ab-a×100%]]>計算出豬糞與接種的總固體含量TS。所需發(fā)酵液濃度V為6％。接種物濃度U為30％。要配置發(fā)酵液的總質量用Z表示，要加的豬糞質量用X表示，要加的接種物的質量用Y表示，要加的水的質量用W表示。用一燒杯，放置于電子秤上，電子秤讀數(shù)清零。先根據(jù)Y＝Z×U，計算得所需接種物的質量。往燒杯內倒入接種物，直至質量為Y克為止。根據(jù)方程TS豬糞×X+TS接種物×Y＝V×Z，求出X。把電子秤讀數(shù)清零，用勺子往燒杯內加入豬糞，直至質量為X克為止。然后用發(fā)酵液的總質量Z，減去豬糞質量X和接種物質量Y，就得到了所要加的水的質量W。把電子秤讀數(shù)清零，往燒杯內加入自來水直至W克為止。所需加炭粉的質量按1L發(fā)酵液加1g炭粉來計算。用分析天平，稱取所需的炭粉，加入上述配料后的燒杯中。用玻璃棒攪勻所配置的發(fā)酵液，直至發(fā)酵液中看不到明顯的顆粒狀物質為止。取一錐形瓶，將燒杯中配置好的發(fā)酵液倒入其中，取一橡膠塞，分別開采氣孔、采料孔和出氣孔，插上玻璃管，采料孔及采氣孔的玻璃管上套上橡膠管，并用夾子夾住。用此橡膠塞，塞上瓶口，放置于搖床內。再取另一錐形瓶，作為集氣瓶，注滿飽和食鹽水。再取另一橡膠塞，分別開出進氣孔和排水孔，進氣孔用橡膠管和發(fā)酵瓶的出氣孔相連，排水孔的玻璃管套上橡膠管伸入到集水瓶中。用此橡膠塞塞住集氣瓶瓶口。在搖床內注水，打開搖床，設定溫度到中溫37℃，設定振蕩速度為115次/分鐘，每天測1次產氣量，每4天測一次氣體成分。
結果如下17天內的總產氣量7315ml，平均日產氣量430ml15天內產氣的成分如下

CH4平均含量為55.3％。
CO2平均含量為29.8％。
實例二把發(fā)酵物料豬糞放在玻璃器皿內，加水攪拌，直到成粘稠的糊狀為止。放置5天，每天攪拌2次，每天測PH值一次。待5天后豬糞預處理完畢，將瓷坩堝洗滌后在馬弗爐600℃灼燒1小時，然后停止灼燒，待爐的溫度降至100℃時，取出瓷坩堝在干燥器中冷卻，重復以上步驟至恒重，稱重為a。把豬糞與接種物分別置于瓷坩堝內，稱重，質量為b，放入干燥器，在105℃下干燥，干燥后，物料及瓷坩堝(或接種物及瓷坩堝)質量為c，按公式TS=c-ab-a×100%]]>計算出豬糞與接種的總固體含量TS。所需發(fā)酵液濃度V為6％。接種物濃度U為30％。要配置發(fā)酵液的總質量用Z表示，要加的豬糞質量用X表示，要加的接種物的質量用Y表示，要加的水的質量用W表示。用一燒杯，放置于電子秤上，電子秤讀數(shù)清零。先根據(jù)Y＝Z×U，計算得所需接種物的質量。往燒杯內倒入接種物，直至質量為Y克為止。根據(jù)方程TS豬糞×X+TS接種物×Y＝V×Z，求出X。把電子秤讀數(shù)清零，用勺子往燒杯內加入豬糞，直至質量為X克為止。然后用發(fā)酵液的總質量Z，減去豬糞質量X和接種物質量Y，就得到了所要加的水的質量W。把電子秤讀數(shù)清零，往燒杯內加入自來水直至W克為止。所需加炭粉的質量按1L發(fā)酵液加1g炭粉來計算。用分析天平，稱取所需的炭粉，加入上述配料后的燒杯中。用玻璃棒攪勻所配置的發(fā)酵液，直至發(fā)酵液中看不到明顯的顆粒狀物質為止。取一錐形瓶，將燒杯中配置好的發(fā)酵液倒入其中，取一橡膠塞，分別開采氣孔、采料孔和出氣孔，插上玻璃管，采料孔及采氣孔的玻璃管上套上橡膠管，并用夾子夾住。用此橡膠塞，塞上瓶口，放置于搖床內。再取另一錐形瓶，作為集氣瓶，注滿飽和食鹽水。再取另一橡膠塞，分別開出進氣孔和排水孔，進氣孔用橡膠管和發(fā)酵瓶的出氣孔相連，排水孔的玻璃管套上橡膠管伸入到集水瓶中。用此橡膠塞塞住集氣瓶瓶口。在搖床內注水，打開搖床，設定溫度到中溫52℃，設定振蕩速度為115次/分鐘，每天測1次產氣量，每4天測一次氣體成分。
結果如下17天內的總產氣量4137ml，平均日產氣量243.3ml15天內產氣的成分

CH4平均含量為49.7％。
CO2平均含量為42.5％。
實例三把發(fā)酵物料豬糞放在玻璃器皿內，加水攪拌，直到成粘稠的糊狀為止。放置5天，每天攪拌2次，每天測PH值一次。待5天后豬糞預處理完畢，將瓷坩堝洗滌后在馬弗爐600℃灼燒1小時，然后停止灼燒，待爐的溫度降至100℃時，取出瓷坩堝在干燥器中冷卻，重復以上步驟至恒重，稱重為a。把豬糞與接種物分別置于瓷坩堝內，稱重，質量為b，放入干燥器，在105℃下干燥，干燥后，物料及瓷坩堝(或接種物及瓷坩堝)質量為c，按公式TS=c-ab-a×100%]]>計算出豬糞與接種的總固體含量TS。所需發(fā)酵液濃度V為6％。接種物濃度U為30％。要配置發(fā)酵液的總質量用Z表示，要加的豬糞質量用X表示，要加的接種物的質量用Y表示，要加的水的質量用W表示。用一燒杯，放置于電子秤上，電子秤讀數(shù)清零。先根據(jù)Y＝Z×U，計算得所需接種物的質量。往燒杯內倒入接種物，直至質量為Y克為止。根據(jù)方程TS豬糞×X+TS接種物×Y＝V×Z，求出X。把電子秤讀數(shù)清零，用勺子往燒杯內加入豬糞，直至質量為X克為止。然后用發(fā)酵液的總質量Z，減去豬糞質量X和接種物質量Y，就得到了所要加的水的質量W。把電子秤讀數(shù)清零，往燒杯內加入自來水直至W克為止。所需加炭粉的質量按1L發(fā)酵液加1g炭粉來計算。用分析天平，稱取所需的炭粉，加入上述配料后的燒杯中。用玻璃棒攪勻所配置的發(fā)酵液，直至發(fā)酵液中看不到明顯的顆粒狀物質為止。取一錐形瓶，將燒杯中配置好的發(fā)酵液倒入其中，取一橡膠塞，分別開采氣孔、采料孔和出氣孔，插上玻璃管，采料孔及采氣孔的玻璃管上套上橡膠管，并用夾子夾住。用此橡膠塞，塞上瓶口，放置于搖床內。再取另一錐形瓶，作為集氣瓶，注滿飽和食鹽水。再取另一橡膠塞，分別開出進氣孔和排水孔，進氣孔用橡膠管和發(fā)酵瓶的出氣孔相連，排水孔的玻璃管套上橡膠管伸入到集水瓶中。用此橡膠塞塞住集氣瓶瓶口。在搖床內注水，打開搖床，不打開溫度加熱器，進行常溫發(fā)酵，設定振蕩速度為115次/分鐘，每天測1次產氣量，每4天測一次氣體成分。
結果如下17天內的總產氣量3390ml，平均日產氣量199.4ml15天內產氣的成分如下

CH4平均含量為41.9％。
CO2平均含量為51.8％。
實例四把發(fā)酵物料豬糞放在玻璃器皿內，加水攪拌，直到成粘稠的糊狀為止。放置5天，每天攪拌2次，每天測PH值一次。待5天后豬糞預處理完畢，將瓷坩堝洗滌后在馬弗爐600℃灼燒1小時，然后停止灼燒，待爐的溫度降至100℃時，取出瓷坩堝在干燥器中冷卻，重復以上步驟至恒重，稱重為a。把豬糞與接種物分別置于瓷坩堝內，稱重，質量為b，放入干燥器，在105℃下干燥，干燥后，物料及瓷坩堝(或接種物及瓷坩堝)質量為c，按公式TS=c-ab-a×100%]]>計算出豬糞與接種的總固體含量TS。所需發(fā)酵液濃度V為6％。接種物濃度U為20％。要配置發(fā)酵液的總質量用Z表示，要加的豬糞質量用X表示，要加的接種物的質量用Y表示，要加的水的質量用W表示。用一燒杯，放置于電子秤上，電子秤讀數(shù)清零。先根據(jù)Y＝Z×U，計算得所需接種物的質量。往燒杯內倒入接種物，直至質量為Y克為止。根據(jù)方程TS豬糞×X+TS接種物×Y＝V×Z，求出X。把電子秤讀數(shù)清零，用勺子往燒杯內加入豬糞，直至質量為X克為止。然后用發(fā)酵液的總質量Z，減去豬糞質量X和接種物質量Y，就得到了所要加的水的質量W。把電子秤讀數(shù)清零，往燒杯內加入自來水直至W克為止。所需加炭粉的質量按1L發(fā)酵液加1g炭粉來計算。用分析天平，稱取所需的炭粉，加入上述配料后的燒杯中。用玻璃棒攪勻所配置的發(fā)酵液，直至發(fā)酵液中看不到明顯的顆粒狀物質為止。取一錐形瓶，將燒杯中配置好的發(fā)酵液倒入其中，取一橡膠塞，分別開采氣孔、采料孔和出氣孔，插上玻璃管，采料孔及采氣孔的玻璃管上套上橡膠管，并用夾子夾住。用此橡膠塞，塞上瓶口，放置于搖床內。再取另一錐形瓶，作為集氣瓶，注滿飽和食鹽水。再取另一橡膠塞，分別開出進氣孔和排水孔，進氣孔用橡膠管和發(fā)酵瓶的出氣孔相連，排水孔的玻璃管套上橡膠管伸入到集水瓶中。用此橡膠塞塞住集氣瓶瓶口。在搖床內注水，打開搖床，設定溫度到中溫37℃，設定振蕩速度為115次/分鐘，每天測1次產氣量，每4天測一次氣體成分。
結果如下17天內的總產氣量8364ml，平均日產氣量492ml15天內產氣的成分

CH4平均含量為51.6％。
CO2平均含量為38.2％。
實例五把發(fā)酵物料豬糞放在玻璃器皿內，加水攪拌，直到成粘稠的糊狀為止。放置5天，每天攪拌2次，每天測PH值一次。待5天后豬糞預處理完畢，將瓷坩堝洗滌后在馬弗爐600℃灼燒1小時，然后停止灼燒，待爐的溫度降至100℃時，取出瓷坩堝在干燥器中冷卻，重復以上步驟至恒重，稱重為a。把豬糞與接種物分別置于瓷坩堝內，稱重，質量為b，放入干燥器，在105℃下干燥，干燥后，物料及瓷坩堝(或接種物及瓷坩堝)質量為c，按公式TS=c-ab-a100%]]>計算出豬糞與接種的總固體含量TS。所需發(fā)酵液濃度V為6％。接種物濃度U為50％。要配置發(fā)酵液的總質量用Z表示，要加的豬糞質量用X表示，要加的接種物的質量用Y表示，要加的水的質量用W表示。用一燒杯，放置于電子秤上，電子秤讀數(shù)清零。先根據(jù)Y＝Z×U，計算得所需接種物的質量。往燒杯內倒入接種物，直至質量為Y克為止。根據(jù)方程TS豬糞×X+TS接種物×Y＝V×Z，求出X。把電子秤讀數(shù)清零，用勺子往燒杯內加入豬糞，直至質量為X克為止。然后用發(fā)酵液的總質量Z，減去豬糞質量X和接種物質量Y，就得到了所要加的水的質量W。把電子秤讀數(shù)清零，往燒杯內加入自來水直至W克為止。所需加炭粉的質量按1L發(fā)酵液加1g炭粉來計算。用分析天平，稱取所需的炭粉，加入上述配料后的燒杯中。用玻璃棒攪勻所配置的發(fā)酵液，直至發(fā)酵液中看不到明顯的顆粒狀物質為止。取一錐形瓶，將燒杯中配置好的發(fā)酵液倒入其中，取一橡膠塞，分別開采氣孔、采料孔和出氣孔，插上玻璃管，采料孔及采氣孔的玻璃管上套上橡膠管，并用夾子夾住。用此橡膠塞，塞上瓶口，放置于搖床內。再取另一錐形瓶，作為集氣瓶，注滿飽和食鹽水。再取另一橡膠塞，分別開出進氣孔和排水孔，進氣孔用橡膠管和發(fā)酵瓶的出氣孔相連，排水孔的玻璃管套上橡膠管伸入到集水瓶中。用此橡膠塞塞住集氣瓶瓶口。在搖床內注水，打開搖床，設定溫度到中溫37℃，設定振蕩速度為115次/分鐘，每天測1次產氣量，每4天測一次氣體成分。
結果如下17天內的總產氣量5341ml，平均日產氣量314.2ml15天內產氣的成分

CH4平均含量為57.8％。
CO2平均含量為27.1％。
實例六把發(fā)酵物料豬糞放在玻璃器皿內，加水攪拌，直到成粘稠的糊狀為止。放置5天，每天攪拌2次，每天測PH值一次。待5天后豬糞預處理完畢，將瓷坩堝洗滌后在馬弗爐600℃灼燒1小時，然后停止灼燒，待爐的溫度降至100℃時，取出瓷坩堝在干燥器中冷卻，重復以上步驟至恒重，稱重為a。把豬糞與接種物分別置于瓷坩堝內，稱重，質量為b，放入干燥器，在105℃下干燥，干燥后，物料及瓷坩堝(或接種物及瓷坩堝)質量為c，按公式TS=c-ab-a100%]]>計算出豬糞與接種的總固體含量TS。所需發(fā)酵液濃度V為9％。接種物濃度U為30％。要配置發(fā)酵液的總質量用Z表示，要加的豬糞質量用X表示，要加的接種物的質量用Y表示，要加的水的質量用W表示。用一燒杯，放置于電子秤上，電子秤讀數(shù)清零。先根據(jù)Y＝Z×U，計算得所需接種物的質量。往燒杯內倒入接種物，直至質量為Y克為止。根據(jù)方程TS豬糞×X+TS接種物×Y＝V×Z，求出X。把電子秤讀數(shù)清零，用勺子往燒杯內加入豬糞，直至質量為X克為止。然后用發(fā)酵液的總質量Z，減去豬糞質量X和接種物質量Y，就得到了所要加的水的質量W。把電子秤讀數(shù)清零，往燒杯內加入自來水直至W克為止。所需加炭粉的質量按1L發(fā)酵液加1g炭粉來計算。用分析天平，稱取所需的炭粉，加入上述配料后的燒杯中。用玻璃棒攪勻所配置的發(fā)酵液，直至發(fā)酵液中看不到明顯的顆粒狀物質為止。取一錐形瓶，將燒杯中配置好的發(fā)酵液倒入其中，取一橡膠塞，分別開采氣孔、采料孔和出氣孔，插上玻璃管，采料孔及采氣孔的玻璃管上套上橡膠管，并用夾子夾住。用此橡膠塞，塞上瓶口，放置于搖床內。再取另一錐形瓶，作為集氣瓶，注滿飽和食鹽水。再取另一橡膠塞，分別開出進氣孔和排水孔，進氣孔用橡膠管和發(fā)酵瓶的出氣孔相連，排水孔的玻璃管套上橡膠管伸入到集水瓶中。用此橡膠塞塞住集氣瓶瓶口。在搖床內注水，打開搖床，設定溫度到中溫37℃，設定振蕩速度為115次/分鐘，每天測1次產氣量，每4天測一次氣體成分。
結果如下17天內的總產氣量14173ml，平均日產氣量833.7ml15天內產氣的成分

CH4平均含量為56.4％。
CO2平均含量為37.35％。
實例七把發(fā)酵物料豬糞放在玻璃器皿內，加水攪拌，直到成粘稠的糊狀為止。放置5天，每天攪拌2次，每天測PH值一次。待5天后豬糞預處理完畢，將瓷坩堝洗滌后在馬弗爐600℃灼燒1小時，然后停止灼燒，待爐的溫度降至100℃時，取出瓷坩堝在干燥器中冷卻，重復以上步驟至恒重，稱重為a。把豬糞與接種物分別置于瓷坩堝內，稱重，質量為b，放入干燥器，在105℃下干燥，干燥后，物料及瓷坩堝(或接種物及瓷坩堝)質量為c，按公式TS=c-ab-a100%]]>計算出豬糞與接種的總固體含量TS。所需發(fā)酵液濃度V為12％。接種物濃度U為30％。要配置發(fā)酵液的總質量用Z表示，要加的豬糞質量用X表示，要加的接種物的質量用Y表示，要加的水的質量用W表示。用一燒杯，放置于電子秤上，電子秤讀數(shù)清零。先根據(jù)Y＝Z×U，計算得所需接種物的質量。往燒杯內倒入接種物，直至質量為Y克為止。根據(jù)方程TS豬糞×X+TS接種物×Y＝V×Z，求出X。把電子秤讀數(shù)清零，用勺子往燒杯內加入豬糞，直至質量為X克為止。然后用發(fā)酵液的總質量Z，減去豬糞質量X和接種物質量Y，就得到了所要加的水的質量W。把電子秤讀數(shù)清零，往燒杯內加入自來水直至W克為止。所需加炭粉的質量按1L發(fā)酵液加1g炭粉來計算。用分析天平，稱取所需的炭粉，加入上述配料后的燒杯中。用玻璃棒攪勻所配置的發(fā)酵液，直至發(fā)酵液中看不到明顯的顆粒狀物質為止。取一錐形瓶，將燒杯中配置好的發(fā)酵液倒入其中，取一橡膠塞，分別開采氣孔、采料孔和出氣孔，插上玻璃管，采料孔及采氣孔的玻璃管上套上橡膠管，并用夾子夾住。用此橡膠塞，塞上瓶口，放置于搖床內。再取另一錐形瓶，作為集氣瓶，注滿飽和食鹽水。再取另一橡膠塞，分別開出進氣孔和排水孔，進氣孔用橡膠管和發(fā)酵瓶的出氣孔相連，排水孔的玻璃管套上橡膠管伸入到集水瓶中。用此橡膠塞塞住集氣瓶瓶口。在搖床內注水，打開搖床，設定溫度到中溫37℃，設定振蕩速度為115次/分鐘，每天測1次產氣量，每4天測一次氣體成分。
結果如下17天內的總產氣量17047ml，平均日產氣量1002.8ml15天內產氣的成分

CH4平均含量為56.4％。
CO2平均含量為39.825％。
權利要求
1.一種實驗室條件下沼氣制備方法，其特征在于，包括以下步驟步驟一，物料的預處理把發(fā)酵物料，放在玻璃器皿內，然后加水攪拌，直到成粘稠的糊狀為止；步驟二，測定物料和接種物的總固體含量TS(1)瓷坩堝的干燥瓷坩堝干燥后，稱重，質量用a表示；(2)采用烘干法測定物料及接種物總固體含量TS把物料及接種物分別置于瓷坩堝內，分別稱重，質量用b表示，放入干燥器，干燥后，物料及瓷坩堝或接種物及瓷坩堝質量用c表示，按下面的公式分別計算出物料及接種物的總固體含量TS；TS=c-ab-a×100%;]]>步驟三，發(fā)酵液中各個成分質量的確定所需發(fā)酵液濃度用V表示，范圍從6％到12％，接種物濃度用U表示，范圍從20％到50％，要配置發(fā)酵液的總質量用Z表示，要加的物料質量用X表示，要加的接種物的質量用Y表示，要加的水的質量用W表示，將發(fā)酵液攪拌均勻；步驟四，裝料取一錐形瓶，將燒杯中配置好的發(fā)酵液倒入其中，然后將準備好的錐形瓶放置于搖床內；步驟五，發(fā)酵產氣向搖床內注水，開啟搖床，發(fā)酵原料開始產氣；步驟六，氣體收集。
2.根據(jù)權利要求1所述的實驗室條件下沼氣制備方法，其特征是，步驟一中，發(fā)酵物料攪拌成粘稠的糊狀后，放置5天，每天攪拌2次，每天測PH值一次。
3.根據(jù)權利要求1所述的實驗室條件下沼氣制備方法，其特征是，步驟二中，所述的瓷坩堝的干燥，具體為將瓷坩堝洗滌后在馬弗爐600℃灼燒1小時，然后停止灼燒，待爐的溫度降至100℃時，取出瓷坩堝在干燥器中冷卻，重復以上步驟至恒重，稱重，質量用a表示。
4.根據(jù)權利要求1所述的實驗室條件下沼氣制備方法，其特征是，步驟二中，所述的采用烘干法測定物料及接種物總固體含量TS，其中接種物是沼氣池的沼液，干燥器的干燥溫度為105℃。
5.根據(jù)權利要求1所述的實驗室條件下沼氣制備方法，其特征是，步驟三，所述的發(fā)酵液中各個成分質量的確定，具體操作為(1)用一燒杯，放置于電子秤上，電子秤讀數(shù)清零；(2)先根據(jù)Y＝Z×U，計算得所需接種物的質量，往燒杯內倒入接種物，直至質量為Y克為止；(3)根據(jù)方程TS豬糞×X+TS接種物×Y＝V×Z，求出X，把電子秤讀數(shù)清零，用勺子往燒杯內加入物料，直至質量為X克為止；(4)然后用發(fā)酵液的總質量Z，減去物料質量X和接種物質量Y，就得到了所要加的水的質量W，把電子秤讀數(shù)清零，往燒杯內加入自來水直至W克為止；(5)所需加炭粉的質量按1L發(fā)酵液加1g炭粉來計算，用分析天平，稱取所需的炭粉，加入上述配料后的燒杯中；(6)用玻璃棒攪勻所配置的發(fā)酵液，直至發(fā)酵液中沒有明顯的顆粒狀物質為止。
6.根據(jù)權利要求1所述的實驗室條件下沼氣制備方法，其特征是，步驟四，所述的裝料，具體為取一錐形瓶，將燒杯中配置好的發(fā)酵液倒入其中，取一橡膠塞，分別用打孔器在其上開采氣孔、采料孔和出氣孔，插上玻璃管，采料孔的玻璃管上套上橡膠管，不采料時用夾子夾住，采氣孔的玻璃管上套上橡膠管，不采氣時并用夾子夾住，采氣時接氣袋，用此橡膠塞，塞上錐形瓶瓶口，然后將準備好的錐形瓶放置于搖床內。
7.根據(jù)權利要求1所述的實驗室條件下沼氣制備方法，其特征是，步驟五，所述的發(fā)酵產氣，發(fā)酵溫度為室溫到52℃，搖床振蕩速度為115次/分鐘。
8.根據(jù)權利要求1所述的實驗室條件下沼氣制備方法，其特征是，步驟六，所述的氣體收集，具體為取另一錐形瓶，作為集氣瓶，注滿飽和食鹽水，再取另一橡膠塞，分別開出進氣孔和排水孔，用橡膠管將進氣孔和發(fā)酵瓶的出氣孔相連，排水孔的玻璃管套上橡膠管伸入到集水瓶中，用此橡膠塞塞住集氣瓶瓶口。
全文摘要
一種能源技術領域的實驗室條件下沼氣制備方法。本發(fā)明首先進行物料的預處理，把發(fā)酵物料加水攪拌成粘稠的糊狀；然后測定物料和接種物的總固體含量TS，包括瓷坩堝的干燥和采用烘干法測定物料及接種物總固體含量TS；接著確定發(fā)酵液中各個成分質量，其中所需發(fā)酵液濃度范圍從6％到12％，接種物濃度范圍從20％到50％，將發(fā)酵液攪拌均勻；再裝料將裝有發(fā)酵液的錐形瓶放置于搖床內；發(fā)酵產氣向搖床內注水，開啟搖床，發(fā)酵原料開始產氣；最后氣體收集。本發(fā)明可以高效制備沼氣以供實驗研究所用。它的特點是設備簡單，制備得沼氣的產量高，且沼氣中甲烷含量高，同時可以方便地采集到沼氣和沼液，適合實驗室制備沼氣之用。
文檔編號C12P5/02GK1896251SQ20061002740
公開日2007年1月17日 申請日期2006年6月8日 優(yōu)先權日2006年6月8日
發(fā)明者劉榮厚, 葉子良, 郝元元 申請人:上海交通大學