[發明專利]一種生物質水解酸化工藝

在審

• 申請號: 201811312308.4
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109536536A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 孫勇;吳愛兵
• 申請（專利權）人: 孫勇
• 主分類號: C12P5/02
• 分類號: C12P5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于生物質水解酸化技術領域，具體的說是一種生物質水解酸化工藝，該工藝采用的水解酸化裝置，包括罐體；還包括驅動單元、攪拌單元、弧形板、一號滑塊、一號氣缸和控制器。該工藝一方面，利用加熱管、泵和噴霧器間的相互配合，使得罐體內農作物秸稈的水解酸化溫度維持在32?38℃；另一方面，通過泵、豆腐渣和攪拌單元間的相互配合，調節罐體內的PH值，使得罐體內農作物秸稈水解酸化的PH值維持在6.5?7.5；通過調節溫度和PH值，避免由于溫度和PH值的原因影響農作物秸稈的水解酸化，使得農作物秸稈進行快速的水解酸化，從而提高了農作物秸稈的水解酸化效率。

技術領域

本發明屬于生物質水解酸化技術領域，具體的說是一種生物質水解酸化工藝。

背景技術

農作物秸稈能源化利用技術是緩解當今我國面臨的“糧食、能源、環境”三大危機的有效途徑之一，厭氧發酵技術作為生物質能主要利用技術已廣受關注。厭氧發酵技術可分為單相厭氧發酵技術、兩相厭氧發酵技術、混合厭氧發酵技術。其中，兩相厭氧發酵工藝中的產酸階段和產甲烷階段是2個獨立的處理單元，各自形成產酸發酵微生物和產甲烷微生物的最佳生態條件，使其分別發揮最大的代謝能力，避免了傳統的單相厭氧發酵工藝中微生物之間和代謝產物對微生物的抑制作用，從而使整個工藝達到最好的處理效果。

秸稈中的有機成分以纖維素、半纖維素為主，其次為木質素、蛋白質、氨基酸、樹脂、單寧等。秸稈中的木質素包裹在纖維素和半纖維素的表面，阻礙了酶和微生物與纖維素、半纖維素的充分接觸，因此，纖維素和半纖維素的水解就成為秸稈類原料生物降解的限制步驟。因此，在進行厭氧發酵之前，必須對農作物秸稈進行預處理。常用的預處理方法包括物理處理法、化學處理法和生物處理法。其中，生物處理法就是在人工控制條件下，利用一些細菌、真菌等微生物的發酵作用來處理秸稈。傳統觀點認為厭氧生物處理的限速步驟是產甲烷階段，但是產酸相對系統的穩定運行也起著關鍵的作用，產酸相的產物組成對產甲烷相產甲烷的效率有很大影響，對產生甲烷的底物進行分析，結果表明，28％的甲烷來自氫的氧化和二氧化碳的還原，72％的甲烷來自乙酸的裂解。而產酸階段運行的穩定性不僅受到溫度、pH、底物組成等因素的影響，還受到反應器(即罐體)結構的影響，反應器結構的合理性是生物質秸稈能夠有效產酸和穩定運行的前提。

現有技術中也出現了一項專利關于一種生物質水解酸化工藝的技術方案，如申請號為2016106396406的一項中國專利公開了生物質水解酸化裝置，包括罐體、攪拌機構、布氣管、進料口和出料口，所述罐體的頂板設置工作窗和通風窗，底部位于地面以下，所述攪拌機構包括：手搖式升降機、攪拌器和吊繩，所述手搖式升降機通過所述工作窗垂直穿過所述罐體的頂板，且偏離所述罐體的中心設置，所述攪拌器與所述手搖式升降機滑動連接，所述吊繩的一端與攪拌器連接，另一端與所述手搖式升降機連接。

該技術方案的生物質水解酸化裝置，能夠將生物質充分潤漲。但是該技術方案中，生物質酸化攪拌不均勻，且只針對破碎后的農作物秸稈，對于未破碎處理的農作物秸稈，該裝置的酸化效果不佳；同時該裝置農作物水解酸化效率慢，使得該技術方案受到限制。

發明內容

為了彌補現有技術的不足，解決農作物秸稈水解酸化速度慢的問題；本發明提出了一種生物質水解酸化工藝。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：本發明所述的一種生物質水解酸化工藝，該工藝包括以下步驟：

S1：在罐體的頂部設置若干一號孔，一號孔的側壁上安裝加熱管，加熱管一端伸入到罐體內，加熱管另一端位于罐體外部，通電對加熱管進行加熱，同時，通過噴霧器向加熱管的外圈上噴灑水霧氣，通過加熱管和噴霧器噴出的水霧氣間的相互配合，使得罐體內溫度達到38℃；

S2：在罐體側壁上設置泵，通過泵將S1中加熱后罐體的熱氣抽出，對罐體進行降溫，使得罐體內的溫度維持在32-38℃，同時，泵將罐體內的氧氣抽出，使得罐體內呈現出無氧的環境；