[發明專利]利用木薯發酵酒精產生的廢醪液制備沼氣的方法及利用沼氣發電的方法

在審

• 申請號: 201811452471.0
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN111254179A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 林海龍;熊強;劉勁松;于建東
• 申請（專利權）人: 國投生物科技投資有限公司
• 主分類號: C12P39/00
• 分類號: C12P39/00;C12P5/02;F01D15/10;C12R1/145;C12R1/01
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 喬雪微;劉依云

本發明涉及沼氣發酵領域，公開了利用木薯發酵酒精產生的廢醪液制備沼氣的方法及利用沼氣發電的方法。該方法包括：向廢醪液中接種發酵菌種，并進行厭氧發酵以產生沼氣；厭氧發酵的溫度為50?70℃，時間為18?25天；厭氧發酵在至少1組厭氧發酵系統中進行，每組厭氧發酵系統包括多個串聯的厭氧發酵單元，且每組厭氧發酵系統彼此并聯。利用沼氣發電的方法包括：制備脫硫沼氣，并將脫硫沼氣在高溫高壓燃氣鍋爐中燃燒以生成蒸汽，產生的蒸汽在高溫高壓汽輪機發電；高溫為至少540℃的溫度，高壓為至少9.8MPa的壓力。本發明可顯著提高沼氣產量，發電量，發酵后降低了料液粘度，提高了固液分離通量，降低了固液分離時間，降低了能耗。

技術領域

本發明涉及沼氣發酵領域，具體涉及一種利用木薯發酵酒精產生的廢醪液制備沼氣的方法，以及利用制備的沼氣發電的方法。

背景技術

木薯是世界三大薯類作物之一，是生產生物乙醇的首選原料。截至2005 年，我國木薯種植面積已達657萬畝，全國已有木薯淀粉和酒精加工廠200 多家，年生產淀粉50萬噸、木薯乙醇25萬噸。由于木薯發酵制備乙醇的廢水含有高濃度的有機物，目前絕大部分乙醇廠排放的廢水沒有經過有效處理直接向外排放，對當地和下游的水環境造成嚴重影響。

目前，木薯發酵制備乙醇的廢醪液的COD約為50,000-80,000mg/L，目前的處理方法有：1、焚燒法，即將廢醪液濃縮后進行焚燒，該方法的缺點為焚燒后容易造成二次污染，且由于木薯廢醪液中COD值較高，直接廢棄造成了資源的浪費；2、用廢醪液發酵制備沼氣，但目前采用廢醪液制備沼氣的沼氣產量較低，且產沼氣后的廢水粘度較高、固液分離難度較大，能耗較高。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的上述問題，提供一種利用木薯發酵酒精產生的廢醪液制備沼氣的方法，利用該方法，可大大提高沼氣的產量，并且產沼氣后的廢水粘度得到了有效降低，固液分離難度降低，降低能耗。

為了實現上述目的，本發明一方面提供一種利用木薯發酵酒精產生的廢醪液制備沼氣的方法，該方法包括：向所述廢醪液中接種發酵菌種，并進行厭氧發酵以產生沼氣；

其中，所述厭氧發酵的溫度為50-70℃，時間為18-25天；

其中，所述厭氧發酵在至少1組厭氧發酵系統中進行，每組厭氧發酵系統包括多個串聯的厭氧發酵單元，且每組厭氧發酵系統彼此并聯。

優選地，該方法還包括：將制備得到的沼氣依次通過第一脫硫劑和第二脫硫劑進行脫硫，得到脫硫沼氣，其中，所述第一脫硫劑選自堿金屬的碳酸鹽溶液和/或堿金屬的氫氧化物溶液；所述第二脫硫劑含有氧化鈣和/或硅膠、氧化鐵和/或活性炭。

優選地，該方法還包括：向厭氧發酵產生沼氣后的廢水中加入水溶性海藻酸酯、水溶性海藻酸鹽和植物多酚，并進行固液分離，得到濾液和濾渣。

本發明第二方面提供一種利用沼氣發電的方法，該方法包括：按照權利要求3所述的方法制備脫硫沼氣，并將所述脫硫沼氣在高溫高壓燃氣鍋爐中燃燒以生成蒸汽，產生的蒸汽在高溫高壓汽輪機發電；

其中，所述高溫為至少540℃的溫度，所述高壓為至少9.8MPa的壓力。

本發明通過高溫(50-70℃)厭氧發酵替換傳統的中高溫厭氧發酵，并延長發酵時間為18-25天，同時將厭氧發酵系統設置為至少1組，每組厭氧發酵系統包括多個串聯的厭氧發酵單元，且每組厭氧發酵系統彼此并聯。由此沼氣的產量可以提高5-10％，此外，采用本發明的厭氧發酵方法可促進廢醪液中粘度較大的膠質和半纖維素的降解，降低料液的粘度，一方面可減少后續固液分離時絮凝劑的用量，另一方面還可以提高固液分離通量，再一方面還可以避免由于料液粘度太大而導致的料液二次泵送，因此，可以大大降低能耗及成本。

附圖說明

圖1為本發明一種具體的利用木薯發酵酒精產生的廢醪液制備沼氣并發電一體化的示意圖。