[發明專利]一種能源草和海藻渣的綜合利用方法

在審

• 申請號: 201710042414.4
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106755258A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 劉斌;林滿紅;肖正;趙慧;范錦琳;謝超;胡榮康;楊麗秋;趙超
• 申請（專利權）人: 福建農林大學
• 主分類號: C12P39/00
• 分類號: C12P39/00;C12P5/02;C10B53/02
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明屬于生物能源領域，具體涉及一種能源草和海藻渣的綜合利用方法。

背景技術

能源草系指一類高光合效率、高生物質產量、高木質纖維素含量的草本植物，經過物理、化學或生物的方法可以將其高效地轉化成生物質能源。但能源草一般碳氮比較高，用作沼氣發酵原料時易出現嚴重酸化的現象，影響沼氣發酵的穩定性。

海藻渣是指在工業上用海帶等藻類提取碘、甘露醇和褐藻酸鈉后剩余的殘渣，其含有幾十種礦物元素、脂肪和磷脂，及單糖、雙糖、多糖、果膠類（半纖維素）和蛋白質類等營養成分。將海藻渣作為一種沼氣發酵原料，是一種變廢為寶的實用生產技術。但在實際生產過程中發現，單獨將海藻渣用作沼氣發酵原料時，因含氮率較高，容易因發酵液中銨離子的積累，造成發酵液過堿化，不利于沼氣發酵過程的順利進行。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能源草和海藻渣的綜合利用方法，其針對能源草含碳量較高而海藻渣含氮量高的特點，將兩者配合用于生產，使其在產生生物天然氣的同時，還可以獲得生物碳，有利于明顯提高企業經濟收益。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種能源草和海藻渣的綜合利用方法，其包括以下步驟：

（1）將生長3~8個月的能源草齊根處收割，粉碎至粒度10cm以下，得能源草粗粉；

（2）除去海藻渣中的塑料、金屬、沙石，然后粉碎至粒度小于1cm；

（3）將步驟（1）所得能源草粗粉與步驟（2）所得粉碎后的海藻渣按干基重量比1:5~3:1混合均勻，加入發酵劑密閉發酵20天以上，得到初發酵的草渣混合物；所用發酵劑中含有30~60wt%乳酸菌和10~24wt%厭氧纖維素菌；

（4）將步驟（3）所得初發酵的草渣混合物加入厭氧發酵罐中，以沼液或沼渣為接種物進行厭氧發酵，得到沼氣及沼液沼渣混合物；發酵體系中總固體含量為3~20wt%，發酵溫度為30~60℃，原料滯留時間為10~40天；

（5）將步驟（4）所得沼氣進行提純，以除去二氧化碳、硫化氫、水蒸氣、含氮氣體，并使甲烷濃度提高到96%以上，得到生物天然氣；

（6）將步驟（4）所得沼液沼渣混合物進行固液分離，分別得到沼液和沼渣；

（7）將步驟（6）所得沼液回流至沼氣發酵罐進行發酵，或直接用于能源草的種植；

（8）將步驟（6）所得沼渣干燥至含水量15%以下后，用3000~6000轉/分鐘的高速切割粉碎機粉碎成0.05~0.7cm的細粉；

（9）將步驟（8）所得沼渣細粉壓制成型，放入碳化爐中進行無氧碳化，冷卻后即得生物碳。

所述能源草包括雜交狼尾草、紫象草、矮象草、紅象草、高象草、牧草蔗、巨菌草、皇竹草、中國臺灣甜象草、擬高粱、甜高粱、蘆竹、蘆葦、類蘆、斑茅、彼特草、蘇丹草、美洲狼尾草、王草、五節芒、芒萁、香茅、互花米草、大米草中的至少一種。

所述海藻渣來源于海帶、裙帶菜、羊棲菜、馬尾藻、石花菜、紫菜、鹿角菜、滸苔、墨角藻、麒麟菜中的至少一種。

本發明的優勢在于：

（1）本發明針對能源草含碳量較高而海藻渣含氮量高的特點，將其進行原料互補，有效地自動調節了發酵體系中的碳氮比，使其在產生生物天然氣的同時，還可以獲得生物碳。

（2）本發明無需額外添加氮肥也可實現高效產氣的效果，使發酵體系處于適宜的發酵條件下產氣，大大節約了成本，具有明顯的經濟效益。

（3）沼氣是清潔的可再生能源，有助于緩解當今社會的能源危機，也減少了化石燃料的使用對環境造成的污染。本發明所生產的生物碳，熱值高，燃燒后污染小。本發明中的沼液可循環利用，節約資源。可見，本發明整個生產過程中無廢棄物的排放，對環境不造成污染，具有良好生態效益。

具體實施方式

為了使本發明所述的內容更加便于理解，下面結合具體實施方式對本發明所述的技術方案做進一步的說明，但是本發明不僅限于此。

實施例1

一種能源草和海藻渣的綜合利用方法，其包括以下步驟：

（1）將生長3~8個月的巨菌草齊根處收割，粉碎至粒度10cm以下，得能源草粗粉；

（2）除去經提取后所得滸苔藻渣中的塑料、金屬、沙石，然后粉碎至粒度小于1cm；

（3）將步驟（1）所得能源草粗粉與步驟（2）所得粉碎后的海藻渣按干基重量比1:5混合均勻，加入發酵劑密閉發酵20天以上，得到初發酵的草渣混合物；所用發酵劑中含60wt%乳酸菌和24wt%厭氧纖維素菌；