[發(fā)明專利]一種利用農(nóng)作物秸稈發(fā)酵沼氣的工藝

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• 申請日: 2017-07-04
• 公開（公告）號: CN107164415A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐仙峰
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥擇浚電氣設(shè)備有限公司
• 主分類號: C12P5/02
• 分類號: C12P5/02
• 代理公司: 合肥道正企智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司34130
• 代理人: 武金花

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于沼氣生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種利用農(nóng)作物秸稈發(fā)酵沼氣的工藝。

背景技術(shù)

沼氣是有機物經(jīng)微生物厭氧消化而產(chǎn)生的可燃性氣體，是多種氣體的混合物，它的主要成分是甲烷，其次有二氧化碳、硫化氫（H₂S）、氮及其他一些成分。沼氣的組成中，可燃成分包括甲烷、硫化氫、一氧化碳和重?zé)N等氣體；不可燃成分包括二氧化碳、氮和氨等氣體。在沼氣成分中甲烷含量為55％-70％、二氧化碳含量為28％-44％、硫化氫平均含量為0.034％。

沼氣生產(chǎn)技術(shù)是生物循環(huán)的一項最主要技術(shù)，目前主要使用農(nóng)作物秸稈進行沼氣生產(chǎn)。每農(nóng)作物秸稈3.0億噸（以干料計），可產(chǎn)沼氣8000億立方米。如此，一方面處理了垃圾，同時又可轉(zhuǎn)化為潔凈的能源和有機肥料，推動了資源再利用和社會可持續(xù)發(fā)展。

但現(xiàn)有國內(nèi)的沼氣技術(shù)，其主要缺點如下：

1、現(xiàn)有沼氣生產(chǎn)過程中沼氣脫硫存在的脫硫劑使用周期短、更換頻繁且不便，運行成本高等問題。

2、傳統(tǒng)沼氣池技術(shù)采用的是低濃度發(fā)酵工藝，固形物含量低，物料濃度一般僅在6%左右運行，生產(chǎn)效率低；結(jié)構(gòu)上存在缺陷，消化不完全，產(chǎn)氣效率低。

3、濕發(fā)酵耗能高；夏季耗能是自身產(chǎn)生能量的30%以上，冬季耗能是自身產(chǎn)生能量的50%以上，這就大大限制了沼氣在北方冬季的正常生產(chǎn)和能源利用。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種利用農(nóng)作物秸稈發(fā)酵沼氣的工藝。

本發(fā)明提供的一種利用農(nóng)作物秸稈發(fā)酵沼氣的工藝，脫硫劑使用周期長、無需頻繁更換脫硫劑，可以穩(wěn)定脫除沼氣中的硫化氫，從根本上解決了硫化氫帶來的環(huán)境污染問題，延長沼氣發(fā)酵裝置、輸出管線的使用壽命。此外，發(fā)酵工藝無需加熱，保溫，沼液量少而生產(chǎn)沼氣量大，環(huán)保、高效，適用于用于相對規(guī)模較小的高效沼氣生產(chǎn)工藝。具有工藝流程簡單，操作方便，資源利用高，節(jié)省設(shè)備費用及運行費用、提高了脫硫效率等優(yōu)點。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種利用農(nóng)作物秸稈發(fā)酵沼氣的工藝，包括如下步驟：

（1）將農(nóng)作物秸稈粉碎成細度為50-80目的粉末后加入發(fā)酵罐，添加量為一個沼氣池的容量的1/3，同時加入脫硫劑和甲烷菌，進行好氧發(fā)酵，發(fā)酵發(fā)熱產(chǎn)生熱量，利用管道向沼氣池輸送；

（2）充分攪拌發(fā)酵介質(zhì)原料；

（3）向發(fā)酵罐內(nèi)充氧，控制發(fā)酵溫度在60-65℃；

（4）經(jīng)過好氧發(fā)酵后，將發(fā)酵罐內(nèi)的發(fā)酵物料取出，同時，在發(fā)酵罐加入農(nóng)作物秸稈粉末，重復(fù)上述發(fā)酵罐的好氧發(fā)酵流程；

（5）發(fā)酵罐內(nèi)取出的發(fā)酵物料再和一個沼氣池容量2/3的農(nóng)作物秸稈粉末一起，通過進料口加入第一個沼氣池，進行厭氧發(fā)酵；

（6）經(jīng)過厭氧發(fā)酵后，再通過進料口重復(fù)上述加料過程，將第一沼氣池中的經(jīng)過厭氧發(fā)酵的發(fā)酵物擠入第二個沼氣池，第一沼氣池重復(fù)進行厭氧發(fā)酵循環(huán)；

（7）依次循序進行發(fā)酵，最后在第四個沼氣池的介質(zhì)完成厭氧發(fā)酵，發(fā)酵物從出料口流出；

（8）沼氣池產(chǎn)生的沼氣通過沼氣收集器輸送到儲氣罐。

優(yōu)選地，所述步驟（2）在沼氣池厭氧發(fā)酵的過程中，利用液壓攪拌器定時進行攪拌，同時，發(fā)酵罐內(nèi)產(chǎn)生的熱量通過管道輸送到沼氣池內(nèi)。

優(yōu)選地，所述步驟（2）使用翻堆機在發(fā)酵罐內(nèi)移動，充分攪拌發(fā)酵介質(zhì)原料。

優(yōu)選地，所述步驟（2）每20-30min攪拌一次。

優(yōu)選地，所述步驟（3）通過暴氣池風(fēng)機口向發(fā)酵罐內(nèi)充氧。

優(yōu)選地，所述步驟（1）脫硫劑包括硫酸鹽還原菌抑制劑和硫化氫去除劑，兩者質(zhì)量比為5∶17。

優(yōu)選地，所述步驟（1）脫硫劑與農(nóng)作物秸稈干品的質(zhì)量比為2-19∶1000。

優(yōu)選地，所述硫酸鹽還原菌抑制劑包括鉬酸鈉、高錳酸鉀和慶大霉素，三者質(zhì)量比為（10-38）∶（10-38）∶1。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

（1）本發(fā)明提供的一種利用農(nóng)作物秸稈發(fā)酵沼氣的工藝，脫硫劑使用周期長、無需頻繁更換脫硫劑，可以穩(wěn)定脫除沼氣中的硫化氫，從根本上解決了硫化氫帶來的環(huán)境污染問題，延長沼氣發(fā)酵裝置、輸出管線的使用壽命。此外，發(fā)酵工藝無需加熱，保溫，沼液量少而生產(chǎn)沼氣量大，環(huán)保、高效，適用于用于相對規(guī)模較小的高效沼氣生產(chǎn)工藝。具有工藝流程簡單，操作方便，資源利用高，節(jié)省設(shè)備費用及運行費用、提高了脫硫效率等優(yōu)點；