[發明專利]利用生物質制備乙醇、蛋白飼料及天然氣的方法及裝置

在審

• 申請號: 201811038287.1
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109055438A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 佟淑環;莫志朋;陳超;王曉東;賈偉;趙凌
• 申請（專利權）人: 北京首鋼朗澤新能源科技有限公司
• 主分類號: C12P7/06
• 分類號: C12P7/06;C12P5/02;C12P21/00;C12M1/107;C12M1/02;C12M1/00;A23K20/147;A23K40/00;A23N17/00
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 馬苗苗

1.一種利用生物質制備乙醇、蛋白飼料及天然氣的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)制備生物質合成氣：

(1-1)將生物質進行熱解氣化，得到粗制合成氣；

(1-2)將所述粗制合成氣進行凈化處理，同時增壓得到凈化合成氣；

(2)生物質合成氣發酵：

(2-1)將所述凈化合成氣通入發酵裝置，通過流加營養物，使用微生物發酵，發酵過程中所述凈化合成氣中CO經所述微生物發酵轉化為CO₂，發酵后產出含有乙醇的醪液以及含有剩余CO的發酵尾氣；

(2-2)將所述發酵尾氣與所述凈化合成氣混合通入發酵裝置進行發酵，或者對所述發酵尾氣進行脫CO處理以及余熱回收；

(3)制備乙醇、蛋白飼料及天然氣：

(3-1)將所述醪液進行蒸餾，得到乙醇、含菌余餾水和不含菌余餾水，所述蒸餾過程中采用外部熱源供熱和/或采用所述余熱回收的熱量；

(3-2)將所述含菌余餾水進行離心濃縮、干燥，得到蛋白飼料，所述干燥過程中采用外部熱源供熱和/或采用所述余熱回收的熱量；

將所述不含菌余餾水回收并通入發酵裝置，用作發酵使用；或者對所述不含菌余餾水進行污水處理；

所述污水處理包括脫磷、脫氮操作，產生沼氣，將所述沼氣進行凈化處理，得到天然氣。

2.如權利要求1所述的利用生物質制備乙醇、蛋白飼料及天然氣的方法，其特征在于：步驟(1)中，在將生物質進行熱解氣化前，還包括：將所述生物質經過預處理，所述預處理包括但不限于篩選、除雜、粉碎工序。

3.如權利要求1所述的利用生物質制備乙醇、蛋白飼料及天然氣的方法，其特征在于：所述生物質為工業廢棄物，城市生活垃圾，包括但不限于秸稈、果殼、木屑、紙張的農林廢棄物中的一種或者兩種以上的混合物。

4.如權利要求1所述的利用生物質制備乙醇、蛋白飼料及天然氣的方法，其特征在于：步驟(1-1)中，所述生物質進行熱解氣化，得到粗制合成氣和灰分，所述灰分用作農田肥料。

5.如權利要求1所述的利用生物質制備乙醇、蛋白飼料及天然氣的方法，其特征在于：步驟(1-2)中，所述凈化處理包括但不限于脫硫、脫苯系物、脫氯化物、脫氧、除塵；

采用但不限于變溫吸附或變壓吸附工藝進行脫硫、脫苯系物、脫氯化物和/或脫氧。

6.如權利要求1所述的利用生物質制備乙醇、蛋白飼料及天然氣的方法，其特征在于：步驟(3-2)中，所述含菌余餾水進行離心濃縮后產生離心清液，對所述離心清液進行污水處理。

7.如權利要求6所述的利用生物質制備乙醇、蛋白飼料及天然氣的方法，其特征在于：所述污水處理后的水通入發酵裝置用作發酵使用；所述污水處理后的的污泥用作農田肥料。

8.一種用于實施權利要求1至7中任一項所述利用生物質制備乙醇、蛋白飼料及天然氣的方法的裝置，其特征在于，所述裝置包括：

原料氣化裝置，用于將所述生物質進行熱解氣化，得到所述粗制合成氣；

凈化裝置，與所述原料氣化裝置的出口連接，用于將所述粗制合成氣進行凈化處理，同時增壓得到所述凈化合成氣；

發酵裝置，與所述凈化裝置的氣體出口連接，用于將所述凈化合成氣進行發酵，得到所述醪液以及所述發酵尾氣；

蒸餾裝置，與所述發酵裝置連接，用于將所述醪液進行蒸餾，得到所述乙醇、所述含菌余餾水和所述不含菌余餾水；

菌體蛋白分離裝置，與所述蒸餾裝置連接，用于對所述含菌余餾水進行離心濃縮，得到離心濃液、離心清液；

蛋白干燥裝置，與所述菌體蛋白分離裝置連接，用于將所述離心濃液進行干燥，得到所述蛋白飼料；

尾氣處理裝置，與所述發酵裝置連接，并且與所述蒸餾裝置和/或所述蛋白干燥裝置連接，用于對所述發酵尾氣進行脫CO處理以及余熱回收產生蒸汽；

污水處理裝置，與所述蒸餾裝置和所述菌體蛋白分離裝置均連接，用于對所述不含菌余餾水以及所述離心清液進行污水處理。