农作物秸秆厌氧发酵制备沼气,是我国农作物秸秆能源化和资源化利用的发展方向,但与发达国家相比,目前我国的农作物秸秆厌氧发酵制沼气技术起步较晚,大型农作物秸秆厌氧发酵制备沼气工程项目的运行经验也相对较少。本文采用实验与理论相结合的方法,研究了可供农作物秸秆发酵制备沼气的大型沼气项目进行工艺选择、工艺参数确定和经济性计算的有效方法。本文的主要研究成果及结论如下：(1)根据厌氧发酵过程的生化反应动力学理论,建立了两个适用于生物质厌氧发酵的动力学模型,可对生物质的厌氧发酵过程进行数值模拟,预估沼气成分的变化和产气规律,指导生物质厌氧发酵系统的设计和运行。(2)介绍了农作物秸秆的主要破碎方式,对不同厂家生产的农作物秸秆破碎能耗进行了分析,在相同破碎出力条件下,破碎粒度越小,能耗越高。工程实际中可根据不同粒径的需求,尽量降低破碎能耗。(3)根据分型理论,建立了农作物秸秆的质量分形模型y=(R/Rmax)3-D,结合该分形模型,获得了破碎不同粒径所需的能耗。(4)以玉米秸秆为原料,通过批量式厌氧发酵,研究了不同因素对秸秆产气特性的影响。实验结果显示,添加菌种能有效提高发酵的产气率,缩短发酵周期；产气量随温度的增加而增大,50℃条件下的产气量与38℃时相比,增加不多,从能耗方面考虑,宜选取发酵温度为38℃、发酵浓度为25%；粒度小于2mm的玉米秸秆与粒度为20～10mm的玉米秸秆相比,在产气量上并无显著增加,为减少破碎能耗,建议玉米秸秆的粒径为20～10mm。(5)给出了秸秆总费用的计算方法,得到了秸秆价格的上涨对利润大小的波动曲线；根据谷草比的统计数据,提出了估算农作物秸秆总量计算依据；提出了农作物秸秆厌氧制备沼气工程项目的经济性计算方法,可用于计算大型农作物秸秆制备沼气工程项目的经济性。