[發明專利]一種木質纖維原料高固體產甲烷系統及其工藝方法

有效

• 申請號: 201810280261.1
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108410715B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 陳廣銀;王曉英;李敬宜;吳思雅;陳怡欣;楊素昭
• 申請（專利權）人: 安徽師范大學
• 主分類號: C12M1/26
• 分類號: C12M1/26;C12M1/16;C12M1/107;C12M1/00;C12P5/02;C02F11/04
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 王冰冰

本發明公開了一種木質纖維原料高固體產甲烷系統及其工藝方法，包括依次連接的預處理池、接種物馴化裝置和用于將馴化后的接種物與木質纖維原料接種產甲烷且將產生的發酵液及水洗液循環導入接種物馴化裝置的發酵產甲烷裝置，所述接種物馴化裝置和發酵產甲烷裝置的出氣口均與排氣管連接。本發明的工藝簡單，適應性廣，可操作性強，能耗低，系統運行管護方便。

技術領域

本發明屬于可再生能源開發利用與環境保護領域，具體涉及一種木質纖維原料高固體產甲烷系統及其工藝方法。

背景技術

能源是經濟發展、社會進步的重要保障，更是制約人類社會文明進步的重要因素。人類社會從農耕文化發展到工業化、信息化時代，能源來源也從薪柴逐漸轉變到以煤炭、石油等石化燃料為主的能源時代，但由于石化燃料的大量使用，將原本儲存于地球內部的碳大量釋放到大氣中，導致全球變暖不斷加劇，石化燃料燃燒過程中釋放出的顆粒物和氮氧化物、硫化物等也是空氣污染的重要來源。因此，開發清潔、可再生的新能源顯得尤為迫切。

地球上每年產生數量可觀的生物質資源，據估計，每年地球上新增生物質資源約1700億噸，其中80％以上為木質纖維原料，僅農作物秸稈一項每年就達20億噸以上。木質纖維原料的主要組成為纖維素、半纖維素和木質素，其中，纖維素和半纖維素之和占木質纖維原料干物質質量的60％～80％，木質素含量占5％～20％。通過生物技術手段將木質纖維原料轉化為以甲烷為主的生物燃氣是木質纖維原料資源化利用的重要方向，在獲得清潔能源的同時，發酵后的沼渣沼液還是優質的有機肥可用于培肥土壤，實現碳氮資源的循環利用，且不產生二次污染。

有機固體物料厭氧生物產甲烷技術按照發酵系統內發酵底物干物質濃度的不同可分為濕式發酵、高固體發酵和干式發酵，其對應的發酵系統內發酵底物干物質濃度分別為：≤10％、10％～20％、≥20％。在沼氣工程中，根據物料的理化特性選擇相應的發酵工藝、裝置類型。由于木質纖維原料的含水率普遍較低，一般低于90％，對于農作物秸稈更是低于40％，故對于以木質纖維原料為主要發酵底物的沼氣工程，采用高固體發酵或干式發酵更有利于節水降耗，降低運行成本，減少二次污染。近年來，采取高固體和干式發酵技術處理木質纖維原料受到越來越多關注，并已建設了一些示范工程，但仍存在一些問題，如高固體和干式發酵過程中幾乎沒有發酵液，對接種物的需求量較大，接種物的來源成為難題，且高固體和干式發酵中如何實現木質纖維原料的快速、均勻接種較難實現。

鑒于木質纖維原料高固體和干式厭氧發酵存在的接種物用量大、接種物來源受限、快速均勻接種困難等問題，迫切需要一種木質纖維原料高固體產甲烷裝置，用以實現在獲得高活性接種物、均勻快速接種和接種物穩定供應方面具有良好的效果。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提供一種木質纖維原料高固體產甲烷系統及其工藝方法，目的是可為木質纖維原料高固體發酵提供性能穩定、產量足夠的接種物，且實現接種物與木質纖維原料混合。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種木質纖維原料高固體產甲烷系統，包括依次連接的預處理池、接種物馴化裝置和用于將馴化后的接種物與木質纖維原料接種產甲烷且將產生的發酵液及水洗液循環導入接種物馴化裝置的發酵產甲烷裝置，所述接種物馴化裝置和發酵產甲烷裝置的出氣口均與排氣管連接。

所述預處理池內分隔有多個池體，有機廢水從預處理池進料口端的池體依次溢出流向出料口端的池體。