一种利用农作物秸秆发酵沼气的工艺 |
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| 申请号 | CN201710536012.X | 申请日 | 2017-07-04 | 公开(公告)号 | CN107164415A | 公开(公告)日 | 2017-09-15 |
| 申请人 | 合肥择浚电气设备有限公司; | 发明人 | 徐仙峰; | ||||
| 摘要 | 本 发明 属于沼气生产技术领域，提供了一种利用 农作物 秸秆 发酵 沼气的工艺，将农作物秸秆 粉碎 成细度为50‑80目的粉末后加入 发酵罐 ，添加量为一个 沼气池 的容量的1/3，同时加入 脱硫 剂和甲烷菌，进行好 氧 发酵，发酵发热产生热量，利用管道向沼气池输送；然后进行四轮厌氧发酵。本发明脱硫剂使用周期长、无需频繁更换脱硫剂，可以稳定脱除沼气中的 硫化氢 ，从根本上解决了硫化氢带来的环境污染问题，延长沼气发酵装置、输出管线的使用寿命。此外，发酵工艺无需加热，保温，沼液量少而生产沼气量大，环保、高效，适用于用于相对规模较小的高效沼气生产工艺。具有工艺流程简单，操作方便，资源利用高，节省设备 费用 及运行费用、提高了脱硫效率等优点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种利用农作物秸秆发酵沼气的工艺，其特征在于，包括如下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种利用农作物秸秆发酵沼气的工艺技术领域[0001] 本发明属于沼气生产技术领域，具体地，涉及一种利用农作物秸秆发酵沼气的工艺。 背景技术[0002] 沼气是有机物经微生物厌氧消化而产生的可燃性气体，是多种气体的混合物，它的主要成分是甲烷，其次有二氧化碳、硫化氢（H2S）、氮及其他一些成分。沼气的组成中，可燃成分包括甲烷、硫化氢、一氧化碳和重烃等气体；不可燃成分包括二氧化碳、氮和氨等气体。在沼气成分中甲烷含量为55％-70％、二氧化碳含量为28％-44％、硫化氢平均含量为0.034％。 [0003] 沼气生产技术是生物循环的一项最主要技术，目前主要使用农作物秸秆进行沼气生产。每农作物秸秆3.0亿吨（以干料计），可产沼气8000亿立方米。如此，一方面处理了垃圾，同时又可转化为洁净的能源和有机肥料，推动了资源再利用和社会可持续发展。 [0004] 但现有国内的沼气技术，其主要缺点如下：1、现有沼气生产过程中沼气脱硫存在的脱硫剂使用周期短、更换频繁且不便，运行成本高等问题。 [0006] 3、湿发酵耗能高；夏季耗能是自身产生能量的30%以上，冬季耗能是自身产生能量的50%以上，这就大大限制了沼气在北方冬季的正常生产和能源利用。 发明内容[0007] 针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种利用农作物秸秆发酵沼气的工艺。 [0008] 本发明提供的一种利用农作物秸秆发酵沼气的工艺，脱硫剂使用周期长、无需频繁更换脱硫剂，可以稳定脱除沼气中的硫化氢，从根本上解决了硫化氢带来的环境污染问题，延长沼气发酵装置、输出管线的使用寿命。此外，发酵工艺无需加热，保温，沼液量少而生产沼气量大，环保、高效，适用于用于相对规模较小的高效沼气生产工艺。具有工艺流程简单，操作方便，资源利用高，节省设备费用及运行费用、提高了脱硫效率等优点。 [0009] 根据本发明提供的一种利用农作物秸秆发酵沼气的工艺，包括如下步骤：（1）将农作物秸秆粉碎成细度为50-80目的粉末后加入发酵罐，添加量为一个沼气池的容量的1/3，同时加入脱硫剂和甲烷菌，进行好氧发酵，发酵发热产生热量，利用管道向沼气池输送； （2）充分搅拌发酵介质原料； （3）向发酵罐内充氧，控制发酵温度在60-65℃； （4）经过好氧发酵后，将发酵罐内的发酵物料取出，同时，在发酵罐加入农作物秸秆粉末，重复上述发酵罐的好氧发酵流程； （5）发酵罐内取出的发酵物料再和一个沼气池容量2/3的农作物秸秆粉末一起，通过进料口加入第一个沼气池，进行厌氧发酵； （6）经过厌氧发酵后，再通过进料口重复上述加料过程，将第一沼气池中的经过厌氧发酵的发酵物挤入第二个沼气池，第一沼气池重复进行厌氧发酵循环； （7）依次循序进行发酵，最后在第四个沼气池的介质完成厌氧发酵，发酵物从出料口流出； （8）沼气池产生的沼气通过沼气收集器输送到储气罐。 [0010] 优选地，所述步骤（2）在沼气池厌氧发酵的过程中，利用液压搅拌器定时进行搅拌，同时，发酵罐内产生的热量通过管道输送到沼气池内。 [0011] 优选地，所述步骤（2）使用翻堆机在发酵罐内移动，充分搅拌发酵介质原料。 [0012] 优选地，所述步骤（2）每20-30min搅拌一次。 [0015] 优选地，所述步骤（1）脱硫剂与农作物秸秆干品的质量比为2-19∶1000。 [0017] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：（1）本发明提供的一种利用农作物秸秆发酵沼气的工艺，脱硫剂使用周期长、无需频繁更换脱硫剂，可以稳定脱除沼气中的硫化氢，从根本上解决了硫化氢带来的环境污染问题，延长沼气发酵装置、输出管线的使用寿命。此外，发酵工艺无需加热，保温，沼液量少而生产沼气量大，环保、高效，适用于用于相对规模较小的高效沼气生产工艺。具有工艺流程简单，操作方便，资源利用高，节省设备费用及运行费用、提高了脱硫效率等优点； （2）本发明直接将脱硫剂加入，使脱硫与发酵同步进行，从源头上脱除对环境和设备造成危害的硫化氢。本发明脱硫剂组分中含有能够抑制硫酸盐还原菌活性的成分，利用生化技术在沼气发酵装置内将大量的能产生硫化氢的离子抑制住，故在沼气生成过程中就进行脱硫，大幅度减少沼气中硫化氢的产生量，同时，大量减少了后续脱硫的工作量。硫化氢去除剂，能使其与发酵过程所产生的沼气中硫化氢发生不可逆地转化为非气态硫化物的反应，故在沼气生成过程中再一次脱硫，生成不溶于水的硫化物，沉淀后随出料而排出。因此，发酵罐中两次综合处理脱硫，稳定脱除沼气中的硫化氢，从而无需额外地设置脱硫装置。这既可以将产生的沼气直接输出，进行沼气的高值利用，又能够大幅度减小必要的精制脱硫装置的体积和沼气的高值利用的成本，从根本上解决了硫化氢带来的环境污染问题，真正实现沼气脱硫所具有的建设投资省，工艺流程简单，操作方便，运行成本低等优点。另外，通过脱硫直接在发酵罐内进行还可减少硫化氢对输出管道的腐蚀，显著延长输出管线与沼气发酵装置的使用寿命、提高脱硫效率和降低成本。经实际检验证明，直接在发酵装置内添加脱硫剂，硫化氢去除率最高可达99.3％； （3）本发明工艺解决了“高浓度发酵连续生产需要加温的”问题，解决高浓度发酵需要耗能量的问题，无需保温，和沼气锅炉配套，可保证北方冬季正常运行。很好的节省能源的消耗、和固定资产的投资的同时，还解少了企业的生产成本和劳动力。 具体实施方式[0018] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。 [0019] 本发明提供的一种利用农作物秸秆发酵沼气的工艺，脱硫剂使用周期长、无需频繁更换脱硫剂，可以稳定脱除沼气中的硫化氢，从根本上解决了硫化氢带来的环境污染问题，延长沼气发酵装置、输出管线的使用寿命。此外，发酵工艺无需加热，保温，沼液量少而生产沼气量大，环保、高效，适用于用于相对规模较小的高效沼气生产工艺。具有工艺流程简单，操作方便，资源利用高，节省设备费用及运行费用、提高了脱硫效率等优点。 [0020] 根据本发明提供的一种利用农作物秸秆发酵沼气的工艺，包括如下步骤：（1）将农作物秸秆粉碎成细度为50-80目的粉末后加入发酵罐，添加量为一个沼气池的容量的1/3，同时加入脱硫剂和甲烷菌，进行好氧发酵，发酵发热产生热量，利用管道向沼气池输送； （2）充分搅拌发酵介质原料； （3）向发酵罐内充氧，控制发酵温度在60-65℃； （4）经过好氧发酵后，将发酵罐内的发酵物料取出，同时，在发酵罐加入农作物秸秆粉末，重复上述发酵罐的好氧发酵流程； （5）发酵罐内取出的发酵物料再和一个沼气池容量2/3的农作物秸秆粉末一起，通过进料口加入第一个沼气池，进行厌氧发酵； （6）经过厌氧发酵后，再通过进料口重复上述加料过程，将第一沼气池中的经过厌氧发酵的发酵物挤入第二个沼气池，第一沼气池重复进行厌氧发酵循环； （7）依次循序进行发酵，最后在第四个沼气池的介质完成厌氧发酵，发酵物从出料口流出； （8）沼气池产生的沼气通过沼气收集器输送到储气罐。 [0021] 优选地，所述步骤（2）在沼气池厌氧发酵的过程中，利用液压搅拌器定时进行搅拌，同时，发酵罐内产生的热量通过管道输送到沼气池内。 [0022] 优选地，所述步骤（2）使用翻堆机在发酵罐内移动，充分搅拌发酵介质原料。 [0023] 优选地，所述步骤（2）每20-30min搅拌一次。 [0024] 优选地，所述步骤（3）通过暴气池风机口向发酵罐内充氧。 [0025] 优选地，所述步骤（1）脱硫剂包括硫酸盐还原菌抑制剂和硫化氢去除剂，两者质量比为5∶17。 [0026] 优选地，所述步骤（1）脱硫剂与农作物秸秆干品的质量比为2-19∶1000。 [0027] 优选地，所述硫酸盐还原菌抑制剂包括钼酸钠、高锰酸钾和庆大霉素，三者质量比为（10-38）∶（10-38）∶1。 [0028] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：（1）本发明提供的一种利用农作物秸秆发酵沼气的工艺，脱硫剂使用周期长、无需频繁更换脱硫剂，可以稳定脱除沼气中的硫化氢，从根本上解决了硫化氢带来的环境污染问题，延长沼气发酵装置、输出管线的使用寿命。此外，发酵工艺无需加热，保温，沼液量少而生产沼气量大，环保、高效，适用于用于相对规模较小的高效沼气生产工艺。具有工艺流程简单，操作方便，资源利用高，节省设备费用及运行费用、提高了脱硫效率等优点； （2）本发明直接将脱硫剂加入，使脱硫与发酵同步进行，从源头上脱除对环境和设备造成危害的硫化氢。本发明脱硫剂组分中含有能够抑制硫酸盐还原菌活性的成分，利用生化技术在沼气发酵装置内将大量的能产生硫化氢的离子抑制住，故在沼气生成过程中就进行脱硫，大幅度减少沼气中硫化氢的产生量，同时，大量减少了后续脱硫的工作量。硫化氢去除剂，能使其与发酵过程所产生的沼气中硫化氢发生不可逆地转化为非气态硫化物的反应，故在沼气生成过程中再一次脱硫，生成不溶于水的硫化物，沉淀后随出料而排出。因此，发酵罐中两次综合处理脱硫，稳定脱除沼气中的硫化氢，从而无需额外地设置脱硫装置。这既可以将产生的沼气直接输出，进行沼气的高值利用，又能够大幅度减小必要的精制脱硫装置的体积和沼气的高值利用的成本，从根本上解决了硫化氢带来的环境污染问题，真正实现沼气脱硫所具有的建设投资省，工艺流程简单，操作方便，运行成本低等优点。另外，通过脱硫直接在发酵罐内进行还可减少硫化氢对输出管道的腐蚀，显著延长输出管线与沼气发酵装置的使用寿命、提高脱硫效率和降低成本。经实际检验证明，直接在发酵装置内添加脱硫剂，硫化氢去除率最高可达99.3％； （3）本发明工艺解决了“高浓度发酵连续生产需要加温的”问题，解决高浓度发酵需要耗能量的问题，无需保温，和沼气锅炉配套，可保证北方冬季正常运行。很好的节省能源的消耗、和固定资产的投资的同时，还解少了企业的生产成本和劳动力。 [0029] 实施例1本实施例提供的一种利用农作物秸秆发酵沼气的工艺，包括如下步骤： （1）将农作物秸秆粉碎成细度为80目的粉末后加入发酵罐，添加量为一个沼气池的容量的1/3，同时加入脱硫剂和甲烷菌，进行好氧发酵，发酵发热产生热量，利用管道向沼气池输送； （2）充分搅拌发酵介质原料； （3）向发酵罐内充氧，控制发酵温度在60℃； （4）经过好氧发酵后，将发酵罐内的发酵物料取出，同时，在发酵罐加入农作物秸秆粉末，重复上述发酵罐的好氧发酵流程； （5）发酵罐内取出的发酵物料再和一个沼气池容量2/3的农作物秸秆粉末一起，通过进料口加入第一个沼气池，进行厌氧发酵； （6）经过厌氧发酵后，再通过进料口重复上述加料过程，将第一沼气池中的经过厌氧发酵的发酵物挤入第二个沼气池，第一沼气池重复进行厌氧发酵循环； （7）依次循序进行发酵，最后在第四个沼气池的介质完成厌氧发酵，发酵物从出料口流出； （8）沼气池产生的沼气通过沼气收集器输送到储气罐。 [0030] 所述步骤（2）在沼气池厌氧发酵的过程中，利用液压搅拌器定时进行搅拌，同时，发酵罐内产生的热量通过管道输送到沼气池内。 [0031] 所述步骤（2）使用翻堆机在发酵罐内移动，充分搅拌发酵介质原料。 [0032] 所述步骤（2）每20-30min搅拌一次。 [0033] 所述步骤（3）通过暴气池风机口向发酵罐内充氧。 [0034] 所述步骤（1）脱硫剂包括硫酸盐还原菌抑制剂和硫化氢去除剂，两者质量比为5∶17。 [0035] 所述步骤（1）脱硫剂与农作物秸秆干品的质量比为19∶1000。 [0036] 所述硫酸盐还原菌抑制剂包括钼酸钠、高锰酸钾和庆大霉素，三者质量比为38∶10∶1。 [0037] 实施例2本实施例提供的一种利用农作物秸秆发酵沼气的工艺，包括如下步骤： （1）将农作物秸秆粉碎成细度为50目的粉末后加入发酵罐，添加量为一个沼气池的容量的1/3，同时加入脱硫剂和甲烷菌，进行好氧发酵，发酵发热产生热量，利用管道向沼气池输送； （2）充分搅拌发酵介质原料； （3）向发酵罐内充氧，控制发酵温度在65℃； （4）经过好氧发酵后，将发酵罐内的发酵物料取出，同时，在发酵罐加入农作物秸秆粉末，重复上述发酵罐的好氧发酵流程； （5）发酵罐内取出的发酵物料再和一个沼气池容量2/3的农作物秸秆粉末一起，通过进料口加入第一个沼气池，进行厌氧发酵； （6）经过厌氧发酵后，再通过进料口重复上述加料过程，将第一沼气池中的经过厌氧发酵的发酵物挤入第二个沼气池，第一沼气池重复进行厌氧发酵循环； （7）依次循序进行发酵，最后在第四个沼气池的介质完成厌氧发酵，发酵物从出料口流出； （8）沼气池产生的沼气通过沼气收集器输送到储气罐。 [0038] 所述步骤（2）在沼气池厌氧发酵的过程中，利用液压搅拌器定时进行搅拌，同时，发酵罐内产生的热量通过管道输送到沼气池内。 [0039] 所述步骤（2）使用翻堆机在发酵罐内移动，充分搅拌发酵介质原料。 [0040] 所述步骤（2）每20min搅拌一次。 [0041] 所述步骤（3）通过暴气池风机口向发酵罐内充氧。 [0042] 所述步骤（1）脱硫剂包括硫酸盐还原菌抑制剂和硫化氢去除剂，两者质量比为5∶17。 [0043] 所述步骤（1）脱硫剂与农作物秸秆干品的质量比为19∶1000。 [0044] 所述硫酸盐还原菌抑制剂包括钼酸钠、高锰酸钾和庆大霉素，三者质量比为10∶38∶1。 [0045] 实施例3本实施例提供的一种利用农作物秸秆发酵沼气的工艺，包括如下步骤： （1）将农作物秸秆粉碎成细度为60目的粉末后加入发酵罐，添加量为一个沼气池的容量的1/3，同时加入脱硫剂和甲烷菌，进行好氧发酵，发酵发热产生热量，利用管道向沼气池输送； （2）充分搅拌发酵介质原料； （3）向发酵罐内充氧，控制发酵温度在62℃； （4）经过好氧发酵后，将发酵罐内的发酵物料取出，同时，在发酵罐加入农作物秸秆粉末，重复上述发酵罐的好氧发酵流程； （5）发酵罐内取出的发酵物料再和一个沼气池容量2/3的农作物秸秆粉末一起，通过进料口加入第一个沼气池，进行厌氧发酵； （6）经过厌氧发酵后，再通过进料口重复上述加料过程，将第一沼气池中的经过厌氧发酵的发酵物挤入第二个沼气池，第一沼气池重复进行厌氧发酵循环； （7）依次循序进行发酵，最后在第四个沼气池的介质完成厌氧发酵，发酵物从出料口流出； （8）沼气池产生的沼气通过沼气收集器输送到储气罐。 [0046] 所述步骤（2）在沼气池厌氧发酵的过程中，利用液压搅拌器定时进行搅拌，同时，发酵罐内产生的热量通过管道输送到沼气池内。 [0047] 所述步骤（2）使用翻堆机在发酵罐内移动，充分搅拌发酵介质原料。 [0048] 所述步骤（2）每25min搅拌一次。 [0049] 所述步骤（3）通过暴气池风机口向发酵罐内充氧。 [0050] 所述步骤（1）脱硫剂包括硫酸盐还原菌抑制剂和硫化氢去除剂，两者质量比为5∶17。 [0051] 所述步骤（1）脱硫剂与农作物秸秆干品的质量比为9∶1000。 [0052] 所述硫酸盐还原菌抑制剂包括钼酸钠、高锰酸钾和庆大霉素，三者质量比为（10-38）∶（10-38）∶1。 |
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