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玉米秸秆作为目前最为丰富的生物质资源,是作为厌氧发酵生产甲烷的重要原料,可以在一定程度上代替化石能源。然而在实际生产中人们往往忽略其巨大潜力,这不仅造成了生物质资源的浪费,而且还造成了环境污染等一系列问题。在秸秆利用过程中,木质素的包裹作用降低了纤维素的利用率,秸秆预处理可以有效的解决此类问题,提高玉米秸秆的利用效率。尿素是一种普通氮肥,其运输、储存和使用过程中均无需专用设备及特殊条件。目前尿素在秸秆预处理方面主要作为Na OH预处理的辅助试剂,而将尿素作为单独试剂进行秸秆预处理的研究较少,且尿素预处理过程中,秸秆的理化性质、木质素脱除的规律以及不同预处理条件对厌氧发酵产气特性的影响尚不明晰。基于以上问题,本文的主要研究内容及结论如下:（1）系统研究预处理温度（35℃、55℃和75℃）、预处理浓度（10%、30%、50%、70%）和尿素添加量（1:100、1:20、1:10、1:2、7:10）对玉米秸秆木质素、纤维素和半纤维素含量随预处理时间变化的影响规律,比较高浓度和低浓度条件下尿素预处理玉米秸秆的效果,阐明尿素预处理秸秆的机理。研究结果表明,在35℃、55℃和75℃3个温度条件下,玉米秸秆木质素、纤维素和半纤维素的含量均随着预处理时间的增加而降低;分别在10%TS、1:20尿素添加量和70%TS、7:10尿素添加量两个不同的预处理条件下获得了相近的预处理效果;10%TS、1:20尿素添加量时,木质素去除率为64.13%～71.05%,纤维素和半纤维素的剩余率分别为84.44%～86.42%和85.11%～85.78%;70%TS、7:10尿素添加量时,木质素去除率为67.25%～68.68%,纤维素和半纤维素的剩余率分别为82.35%～83.68%和85.49%～84.84%。（2）系统研究尿素预处理过程的脱木质素选择性、脱木质素动力学规律及反应活化能,构建不同尿素预处理条件下的脱木质素动力学模型。研究结果表明,尿素预处理可以在脱除木质素的同时有效的保护玉米秸秆中纤维素、半纤维素等其它成分不被破坏,预处理后玉米秸秆的脱木质素选择性系数均大于0.302;尿素预处理玉米秸秆的脱木质素过程符合含有两个有限项的脱木质素动力学模型,10%TS、1:20尿素添加量和70%TS、7:10尿素添加量两个最优条件下的大量脱木质素系数a2均大于0.65;10%TS、1:20尿素添加量和70%TS、7:10尿素添加量时,大量脱木质素阶段的反应活化能分别为17.15k J·mol-1和34.76 k J·mol-1,使大量脱木质素阶段有效进行所需的最小能量较未处理秸秆均有所降低。（3）系统研究尿素预处理对玉米秸秆的日产甲烷、累积产甲烷量以及挥发酸含量随时间变化的影响规律,阐明尿素预处理对玉米秸秆厌氧发酵产气特性的影响。研究结果表明,尿素预处理能够有效提高玉米秸秆的甲烷产率,且累积产甲烷量随预处理过程中木质素去除率的增加而增大;在10%TS、1:20尿素添加量和70%TS、7:10尿素添加量两个最优尿素预处理条件下获得了相接近的甲烷产率,分别为294.70L·kg-1VS和292.56L·kg-1VS,分别比未预处理秸秆提高93.52%和92.11%。