[發明專利]一種秸稈厭氧發酵制取沼氣的生產工藝

在審

• 申請號: 201710284005.5
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN107142198A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 尹健;曹勇;王瑞兵
• 申請（專利權）人: 東阿縣綠地生物能源科技有限公司
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;C12M1/107;C12M1/02
• 代理公司: 山東濟南齊魯科技專利事務所有限公司37108
• 代理人: 朱曉光

技術領域

本發明涉及制取沼氣的生產工藝，尤其涉及利用秸稈發酵制取沼氣的生產工藝。

背景技術

目前國內制取沼氣的企業生產工藝中，普遍存在著TS濃度低，進料慢、排渣堵塞、溫度不穩定、發酵不充分的情況。在傳統的沼氣制取企業中，目前運行的禽獸糞便、餐廚垃圾處理工藝TS濃度僅為7-9%。冬季溫度低的時候，單靠太陽能加熱達不到要求時，沼氣生產企業多采用鍋爐加熱增溫的辦法，增加了成本，造成了污染，效果不理想，達不到國家環保標準要求。部分企業因此無法繼續經營，出現停產和破產。如河南洛陽某縣的生物燃氣工程，由于解決不了恒溫發酵和排渣堵塞問題而導致破產。在當前資源匱乏、環境污染日益嚴重、國家保護環境的政策收緊的形勢下，制取沼氣的生產工藝方面，如何實現自動上料、恒溫發酵、節能減排的發展方向，成為利用農作物秸稈發酵制取沼氣領域的重點攻關課題。

發明內容

本發明的目的，就是提供一種設計合理、操作安全方便、自動化程度高的制取沼氣的生產工藝，減輕勞動強度，提高生產效率，節約成本，節能減排，保護環境，實現均衡持續生產沼氣，提高經濟社會效益。

本發明的任務是以如下方式完成的：研究設計一種秸稈厭氧發酵制取沼氣的生產工藝，由主要設備和輔助設備連接組成沼氣生產線，主要設備包括上料罐、浮筒液位計、厭氧罐、凝水器、干燥器、脫硫器、沼氣柜，輔助設備包括太陽能集熱器、中間熱水罐、循環泵、空氣源熱泵，主要設備通過送料輸氣管路連接，上料罐通過上料管與厭氧罐連接，厭氧罐通過回流管與浮筒液位器連接，浮筒液位器底部通過輸液管與上料罐連接，厭氧罐、凝水器、干燥器、脫硫器、沼氣柜之間由輸氣管路連接，上料管裝設上料閥，厭氧罐通過輸氣管連接凝水器，輸氣管上裝設取樣閥、壓力表、流量計、壓力變送器、排空閥；凝水器通過凝水氣管連接干燥器，干燥器通過干燥氣管連接脫硫器，脫硫器通過沼氣管連接氣柜，各個輸氣管路上均裝設閥門和壓力表；輔助設備通過輸水管路連接，構成循環水路，連接厭氧罐，太陽能集熱器通過太陽能熱水管連接中間熱水罐，中間熱水罐通過熱源水管連接空氣源熱泵，中間熱水罐連接供水管，厭氧罐上設有噴射沖擊水管套，噴射沖擊水管套與供水管接通，中間熱水罐通過熱水管和回水管連接厭氧罐的加溫水套，熱水管的管路連接厭氧罐補水管，厭氧罐補水管上設置補水閥、供水管上裝設供水閥、太陽能熱水管上裝設太陽能熱水閥、回水管上裝設回水閥；主要設備和輔助設備以及各個閥門、儀表分別通過信號線連接電氣柜，電氣柜通過信號纜連接計算機，計算機根據收集的信號，按照預先設定的程序，調節控制主要設備和輔助設備及各個閥門、儀表工作，保證生產線正常運行，經過進料發酵工序、降解排渣工序、干燥脫硫工序的各個工藝過程，制取沼氣，通過沼氣管輸入氣柜。

進料發酵工序的工藝過程是：上料罐將進料管輸入的秸稈碎料和浮筒液位計通過輸液管輸入的沼液進行攪拌，混合均勻，上料罐通過上料管連接厭氧罐,上料管上裝設上料閥，上料管采用密閉的氣動輸料結構，將上料罐中經過攪拌混合均勻的秸稈料液輸送到厭氧罐中，進行發酵處理；厭氧罐連接厭氧罐補水管，厭氧罐補水管上裝設補水閥，根據需要開啟補水閥向厭氧罐內進行補水，秸稈料液按照體積計算固體占液體的25-35%；厭氧罐內設有溫度計和液位計,厭氧罐內的秸稈料液達到液位計的下限位置時,開啟上料閥，上料罐中混合均勻的秸稈料液通過上料管輸送到厭氧罐中，秸稈料液達到厭氧罐內的液位計的上限位置時,關閉上料閥，開啟進料閥，通過進料管向上料罐中輸進秸稈碎料，開啟回流閥，厭氧罐中發酵后的沼液回流到浮筒液位計中，通過輸液管 向上料罐中輸入沼液，開啟上料罐中的攪拌器進行攪拌，形成秸稈料液，待厭氧罐內的秸稈料液達到液位計的下限位置時,開啟上料閥，向厭氧罐中輸入秸稈料液，循環進行，中間熱水罐通過熱水管向厭氧罐的加溫水套中輸入熱水循環，使厭氧罐內的秸稈稀料發酵溫度保持在攝氏29-38度。

降解排渣工序的工藝過程是：厭氧罐內部采用循環沖擊沼液的方式，噴射沖擊水管套環繞厭氧罐一圈設置連接的若干噴頭伸入厭氧罐內，向沼液發酵層噴射水流進行沖擊，將降解發酵后的料渣強制沖擊下沉到厭氧罐底部，采用多點虹吸方式進行排渣，厭氧罐內部底面設置若干排渣管，連通厭氧罐下部開設的出渣口，將料渣虹吸進入排渣管，通過出渣口排出厭氧罐外邊。

干燥脫硫工序的工藝過程是：將厭氧罐中經過發酵產生的混合氣體通過輸氣管送到凝水器中，凝水器進行水氣分離處理，經過水氣分離處理后的濕潤氣體通過凝水氣管輸入干燥器中，干燥器進行脫水干燥，經過脫水干燥后的干燥氣體通過干燥氣管輸送到脫硫器中，脫硫器進行脫硫，經過脫硫后的沼氣通過沼氣管輸送到氣柜中。