[發明專利]一種利用秸稈厭氧發酵制取甲烷的方法有效

申請號：	202010617676.0	申請日：	2020-06-30
公開（公告）號：	CN111647631B	公開（公告）日：	2021-05-14
發明（設計）人：	孫勇;孟祥匯;曲京博;劉昱英男;李楠;王智;曲斌	申請（專利權）人：	東北農業大學
主分類號：	C12P5/02	分類號：	C12P5/02
代理公司：	北京隆源天恒知識產權代理事務所(普通合伙) 11473	代理人：	陳雪飛
地址：	150030 黑龍江省哈爾濱***	國省代碼：	黑龍江;23
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種利用秸稈發酵制取甲烷方法
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【說明書】：

本發明提供了一種利用秸稈厭氧發酵制取甲烷的方法，涉及甲烷制備技術領域，所述利用秸稈厭氧發酵制取甲烷的方法包括以下步驟：將秸稈切割成2?3cm的小段后，將其放置在裝有造紙廢水的密封的發酵反應器中，在50?55℃的溫度下混合，并保持密封狀態3?4天后，向發酵反應器中加入沼液作為接種物，并繼續向發酵反應器中加入酸性溶液，使混合溶液的pH值范圍為6.8?7.5；繼續向發酵反應器中通入氮氣，進行厭氧發酵，獲得甲烷。本發明用造紙廢水預處理秸稈，對秸稈內部的木質素進行了破壞，在厭氧發酵的過程中使水分子進入秸稈內部，提高了秸稈的沉降性，解決了浮渣結殼層的問題，促進厭氧發酵的進程，增加甲烷氣體的產量。

技術領域

本發明涉及甲烷制備技術領域，具體而言，涉及一種利用秸稈厭氧發酵制取甲烷的方法。

背景技術

我國是農業大國，在大量農產品生長和生產的過程中每年會產生8億多噸秸稈，其中玉米秸稈的產量占據了總秸稈產量的25％以上。自2014年以來，國家頒布了秸稈禁燒令后，秸稈綜合利用率得到了大幅提升，但仍有大量秸稈沒有得到利用，造成嚴重的環境污染和極大地資源浪費。

現有技術中，廣泛使用秸稈作為沼氣工程的原料，通過厭氧發酵的形式獲得清潔能源沼氣，這種方式在一定程度上解決了秸稈的后續處理和資源化利用的問題，獲得一定的經濟效益，并且生產的沼氣作為清潔能源可以替代的石油、煤等傳統燃料，且在使用過程中也不會造成環境污染。但目前在沼氣的生產階段，厭氧發酵的過程中秸稈中的木質素將纖維素和半纖維素包裹起來，使水分子很難能夠進入，致使秸稈的吸水性變差，沉降性也降低，直接導致了秸稈漂浮在厭氧發酵系統上層，從而累積形成浮渣層，進一步影響了厭氧發酵過程的成功，最終導致了沼氣產率的降低。

發明內容

本發明解決的問題是如何利用秸稈厭氧發酵制取高產率的甲烷的技術問題。

為解決上述問題，本發明提供了一種利用秸稈厭氧發酵制取甲烷的方法，包括如下步驟：

步驟一，將秸稈切割成2-3cm的小段后，將所述秸稈放置在裝有造紙廢水的密封的發酵反應器中，在50-55℃的溫度下混合，并保持密封狀態3-4天后得到第一混合溶液；

步驟二，向所述發酵反應器中加入沼液作為接種物，得到第二混合溶液；

步驟三，向所述發酵反應器中加入酸性溶液，得到第三混合溶液，并使所述第三混合溶液的pH值范圍為6.8-7.5；

步驟四，向所述發酵反應器中通入氮氣，進行厭氧發酵，獲得甲烷。

可選地，步驟一中所述秸稈與所述造紙廢水的混合比例為每100-150g所述秸稈需要2000-3000ml所述造紙廢水。

可選地，步驟一中所述秸稈與所述造紙廢水的混合比例為每100g所述秸稈需要2000ml所述造紙廢水。

可選地，步驟一中所述混合的條件為每天晃動所述發酵反應器2-3次，且每次持續時間為4-6分鐘。

可選地，步驟二中所述沼液為經過10目濾網過濾后的有機物質經發酵后制得。

可選地，步驟二中所述第二混合溶液的總固體含量范圍為6-8％。