[發明專利]一種生物質沼氣發酵裝置及制備方法

在審

• 申請號: 201710020493.9
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106834091A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 蓋琨;朱博;黃志江
• 申請（專利權）人: 吉林三才源生物質能源開發有限公司
• 主分類號: C12M1/107
• 分類號: C12M1/107;C12M1/02;C12P5/02
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司11257
• 代理人: 張文祎,趙曉丹

技術領域

本發明涉及秸稈利用領域。更具體地，涉及一種生物質沼氣發酵裝置及制備方法。

背景技術

沼氣的主要成分是甲烷，約占所產生的各種氣體的60％～80％。甲烷是一種理想的氣體燃料，它無色無味，與適量空氣混合后即可燃燒，每立方米的純甲烷發熱量為3.4kJ，每立方米沼氣發熱量為2.08～2.36kJ，即1立方米的沼氣完全燃燒后，能產生相當于0.7kg無煙標準煤的熱量。

沼氣是一種清潔能源，可替代煤炭，起到減少排放二氧化碳的效果，每立方米的沼氣相當于減少排放二氧化碳2.13kg～3.8kg，燃燒1立方米的甲烷相當于減少排放二氧化碳21立方米。與煤礦瓦斯、焦爐煤氣、高爐煤氣等富氫的可燃氣體而言，沼氣成分穩定，便于利用。

中國天然氣缺口很大，其中人均生活用氣只是韓國的1/5，尤其是農村燃氣供應缺口更大。要實現2020年國民經濟翻兩番的目標，保障可靠的燃氣供應是必備條件，因地制宜的利用當地生物質能源資源生產各種可再生能源成為當務之急。沼氣歸類于綠色能源。

在強調可持續發展的大背景下，大力推廣大型沼氣工程建設是十分必要的，但是厭氧發酵產氣率低，系統運行、配套的技術和設備還不成熟，從而獲得秸稈發酵生規模化應用受氣候條件影響較大，因此需要找到一種新型的沼氣發酵裝置和發酵方法以提高產氣率，實現大規模生產。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種沼氣發酵裝置。

本發明的另一個目的在于提供一種生物質沼氣的制備方法。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種生物質沼氣發酵裝置，包括：

太陽能集熱器：將光能轉化為熱能；

罐體：沼氣生產的裝置；

攪拌泵：使罐體內部菌種與液體混合均勻，有利于產氣；

生物膜：為甲烷菌提供代謝條件；

導熱介質：散熱到罐體內，保持罐體內溫度恒定。

所述太陽能集熱器設置在罐體的外側，與地面成30-45°角；所述攪拌泵設置在罐體內，所述生物膜固定在罐體的內壁上，所述導熱介質設置在罐體的底部。

進一步，所述太陽能集熱器的一側設置風機，通過風機將熱風送入罐體底層的導熱介質中；

所述罐體側壁上設置進水管、出氣管、溢流管和排污管，所述溢流管在進水管和出氣管的下部，所述排污管設置在導熱介質的上部。

本發明還提供了上述發酵裝置在制備生物質沼氣中的應用。

本發明進一步公開了制備生物質沼氣的方法，包括以下步驟：1)玉米秸稈粉碎：將玉米秸稈粉碎成長度為3-5厘米的小段；2)玉米秸稈預處理：采用高溫高壓熱解撕裂處理粉碎后的玉米秸稈；3)固液分離；將預處理后的玉米秸稈進行固液分離，得到高濃度碳水化合物溶液和固體物質；將固體物質在超聲波作用下，浸入弱酸性離子水中，實現碳水化合物轉化，完成碳水化合物小分子物質的富集，再進行固液分離；4)將固液分離得到的液體進入上述生物質沼氣發酵裝置進行厭氧發酵，產生沼氣。

進一步，本發明還可以將所述步驟3)分離后的固體在超聲波和電泳耦合作用下，浸入弱堿性離子水，固體物料中的長鏈纖維素分解后溶于水中，完成三次固液分離。

進一步，所述厭氧發酵的pH值范圍6.5-8，溫度控制在30-60℃。

本發明的有益效果如下：

本發明沼氣發酵裝置不僅解決了生物質秸稈沼氣制備的結塊、攪拌困難以及物料更替的問題，而且提高了產氣效率，無沼渣沼液二次污染問題。另外，在冬季也可持續產氣，易于規?；a，便于推廣。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細的說明。

圖1示出沼氣發酵裝置示意圖；

其中，1太陽能集熱器、2罐體、3攪拌泵、4生物膜、5導熱介質、6進水管、7出氣管、8溢流管和9排污管。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發明，下面結合優選實施例和附圖對本發明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領域技術人員應當理解，下面所具體描述的內容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本發明的保護范圍。

實施例1一種沼氣發酵裝置