[發明專利]一種生物質氣化與厭氧發酵復合的燃料乙醇生產系統

有效

• 申請號: 201710182642.1
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN108624341B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 邵麗杰;寇巍;劉沛含;麻明可;董曉瑩;張大雷
• 申請（專利權）人: 遼寧省能源研究所
• 主分類號: C10B53/00
• 分類號: C10B53/00;C10B53/02;C10B57/00;C10L3/08;C12M1/38;C12M1/02;C12M1/00
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發明涉及一種生物質氣化與厭氧發酵復合的燃料乙醇生產系統。包括生物質氣化爐、氣化氣冷凝塔、溫度調節水箱、脫氧罐、儲氣柜、旋轉圓盤式氣化氣發酵器、乙醇冷凝器、缸套水熱交換器，系統電器設備整體由PLC系統控制；生物質氣化爐通過氣化氣冷凝塔與脫氧罐相連，溫度調節水箱分別與氣化氣冷凝塔的缸套水熱交換器Ⅰ、旋轉圓盤式氣化氣發酵器的缸套水熱交換器Ⅱ相連；脫氧罐通過儲氣柜依次與旋轉圓盤式氣化氣發酵器、乙醇冷凝器相連，儲氣柜的另一支路直接與乙醇冷凝器相連。

技術領域：

本發明屬于生物質廢棄物能源化利用領域，是一種將木質纖維類原料進行熱解氣化和厭氧發酵相結合，進行熱解氣化的熱能利用，并通過設計的氣化氣發酵裝置進行燃料乙醇的生產的系統。更具體地說，是涉及一種生物質氣化與厭氧發酵復合的燃料乙醇生產系統。

背景技術：

木質纖維類有機廢棄物作為我國產量巨大的農業廢料，面臨著合理、快速及資源化利用的技術問題。當前針對木質纖維原料的能源化利用技術主要包括，固化成型、熱解氣化、沼氣發酵和乙醇生產，而這些技術在不同的條件下均存在一定的弊端，如固化成型能耗高、熱解氣化氣熱值低、沼氣發酵處理緩慢、乙醇發酵成本高等問題。因此，將技術進行合理的整合創新，提高木質纖維能源轉化效率，降低處理過程的能耗及成本，是解決一些地區生物質廢棄物處置和清潔能源利用的有效途徑，具有一定的實際意義。

發明內容：

本發明就是針對上述問題，基于生物質熱解氣化過程的高效性和燃料乙醇的高值化優點，實現生物質氣化過程的高效熱利用與氣化氣發酵生產燃料乙醇相結合，提供了一種生物質氣化與厭氧發酵復合的燃料乙醇生產系統。

為了實現本發明的上述目的，本發明采用如下技術方案，本發明將生物質氣化熱解系統與乙醇發酵提純裝置相結合，形成一種高效率節能的熱循環加熱與氣體循環發酵的復合系統，進而達到乙醇發酵系統和燃料乙醇生產的目的。

一種生物質氣化與厭氧發酵復合的燃料乙醇生產系統，包括生物質氣化爐、氣化氣冷凝塔、溫度調節水箱、脫氧罐、儲氣柜、旋轉圓盤式氣化氣發酵器、乙醇冷凝器、缸套水熱交換器，系統電器設備整體由PLC系統控制；

生物質氣化爐通過氣化氣冷凝塔與脫氧罐相連，溫度調節水箱分別與氣化氣冷凝塔的缸套水熱交換器Ⅰ、旋轉圓盤式氣化氣發酵器的缸套水熱交換器Ⅱ相連；脫氧罐通過儲氣柜依次與旋轉圓盤式氣化氣發酵器、乙醇冷凝器相連，儲氣柜的另一支路直接與乙醇冷凝器相連；

儲氣柜與旋轉圓盤式氣化氣發酵器間設置了氣體循環泵Ⅰ，乙醇冷凝器與儲氣柜間設置了氣體循環泵Ⅱ；氣化氣冷凝塔、旋轉圓盤式氣化氣發酵器、溫度調節水箱上均設置了溫度傳感器，PLC控制系統通過溫度傳感器的溫度數值，控制電動水泵進行溫度調節。

所述的氣化氣冷凝塔外層的缸套水熱交換器Ⅰ內熱水通過電動水泵Ⅲ輸入到溫度調節水箱，溫度調節水箱通過電動水泵Ⅱ將熱水輸入到旋轉圓盤式氣化氣發酵器的外套保溫缸套中；以實現氣化氣的熱量交換和旋轉圓盤式氣化氣發酵器的增溫保溫；

PLC控制系統根據旋轉圓盤式氣化氣發酵器上的溫度傳感器Ⅰ、和溫度調節水箱上的溫度傳感器Ⅱ、氣化氣冷凝塔上的溫度傳感器Ⅲ的溫度數值，通過電動水泵進行溫度調節，溫度傳感器Ⅰ的溫度控制范圍為33～37℃，溫度傳感器Ⅱ和溫度傳感器Ⅲ的控溫范圍為65～75℃。

所述的旋轉圓盤式氣化氣發酵器中，發酵液不超過反應器容積的1/2，旋轉圓盤式氣化氣發酵器進氣口處于發酵器內發酵液面的上方，發酵器內的樹脂圓盤材料對氣化氣進行吸收和反應；

從旋轉圓盤式氣化氣發酵器循環出去的未發酵氣體帶走發酵液面上的乙醇氣體，混合氣體經過乙醇冷凝器后將乙醇以液態形式留存在內，剩余氣體通過氣體循環泵Ⅱ重新進入儲氣柜進行下一輪發酵循環。