一种生物天然气的发酵工艺 |
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申请号 | CN202311705228.6 | 申请日 | 2023-12-12 | 公开(公告)号 | CN117844872A | 公开(公告)日 | 2024-04-09 |
申请人 | 中船第九设计研究院工程有限公司; | 发明人 | 杨天尉; 王超; 周锦文; 夏璐; 刘馨宇; 戴志广; 常鹏涛; 顾超超; | ||||
摘要 | 本 发明 涉及 生物 天然气 生产技术领域,具体公开了一种生物天然气的 发酵 工艺,包括以下步骤:第一步、准备物料;第二步、投料并开始发酵产生沼气;第三步、将产生的 沼渣 倒出并加入 水 分混匀,当成 农作物 的 肥料 进行浇灌;针对户用的小型发酵池进行优化,使人们在发酵前对多种原料进行混合,使用常见的稻壳进行发酵,便于人们对原料的采集,再通过加工后的碎稻壳进行预处理,使得原料在发酵池内进行反应时保持稳定,在继续宁发酵时,能够通过搅拌设备对发酵池内自动搅拌,提高发酵池内原料的反应速度,避免自然生产沼气时混合物料发酵缓慢且不稳定的情况发生,减少人们干预发酵的需要,提高人们在使用户用发酵池时的便捷性。 | ||||||
权利要求 | 1.一种生物天然气的发酵工艺,其特征在于:包括以下步骤: |
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说明书全文 | 一种生物天然气的发酵工艺技术领域[0001] 本发明涉及生物天然气生产技术领域,具体为一种生物天然气的发酵工艺。 背景技术[0002] 生物天然气是一种绿色、低碳、清洁和可再生的天然气,其主要原料包括农作物秸秆、畜禽粪污、餐厨垃圾以及农副产品加工废水等各类城乡有机废弃物。这种气体是通过厌氧发酵和净化提纯的过程产生的,同时在这个过程中产生的沼渣沼液可以用于生产有机肥料。规模化处理有机废弃物也有助于保护城乡的生态环境。在推动生物天然气产业化发展的同时,也需要积极探索生物质发电、生物质能清洁供暖以及深化地热能、海洋新能源等多种可再生能源的利用方式。 [0003] 户用的小型发酵池在进行发酵时,习惯在发酵池内加入发酵剂后很少进行干预,通过自然发酵来生产生物天然气,从而使发酵池在对原料进行发酵时的过程较为缓慢,容易导致发酵时间不准确,而人们的使用时间就会根据发酵池的发酵效果来确定,导致人们在使用发酵池进行发酵时十分被动,如果进行干预的话又会消耗人们较多精力以及时间,给人们带来不便。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种生物天然气的发酵工艺,以解决上述背景技术中所提出的问题。 [0005] 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种生物天然气的发酵工艺,包括以下步骤: [0006] 第一步、准备物料; [0007] 第二步、投料并开始发酵产生沼气; [0008] 第三步、将产生的沼渣倒出并加入水分混匀,当成农作物的肥料进行浇灌。 [0009] 所述第一步中具体包括以下步骤: [0010] S1、将原料总量的10%‑15%设置为稻壳的总量,并且取该稻壳总量的10%‑12%备用; [0011] S2、将稻壳总量的0.25%‑0.5%作为发酵剂重量,并按该发酵剂重量的0.4%备用; [0012] S3、将稻壳总重量的110%‑140%作为混合液的重量,并按该混合液在发酵池内产生的沼液作为预处理液备用; [0013] S4、将发酵池内预设料液总重量的45%‑50%作为接种物的重量,按照该接种物重量取发酵池内的沼液以及沼渣混合物作为备用; [0014] 所述第二步中具体包括以下步骤: [0015] T1、将S1收集的稻壳进行粉碎,将粉碎度控制在5mm‑7mm; [0016] T2、向稻壳碎料中加入S2所制发酵剂,并加入S3中的混合液进行搅拌混匀,将所得混合物料进行预处理,处理时间为3天‑5天; [0017] T3、在发酵过程中投入S4所制接种物,向发酵池内加水至没过混合物料; [0018] T4、通过在发酵池内设置搅拌杆对池内的混合物料进行搅拌,每2天‑4天搅拌一次。 [0019] 优选的,稻壳总量为发酵池内预设液总量的11%‑12%,发酵剂的总量为稻壳总量的0.3%。 [0020] 优选的,所述步骤T1中稻壳在粉碎前通过干燥设备进行干燥处理,再通过粉碎装置进行粉碎;使稻壳在预处理中更好地混匀,便于和发酵剂以及混合液进行配合。 [0021] 优选的,所述步骤T2中混合物料在预处理时需要用盖板密封并对混合物料施加压力;使混合物料内的发酵剂与沼液进行混合,便于发酵剂充分配合微生物进行发酵。 [0022] 优选的,所述步骤T3中发酵池在进行发酵时,保持发酵池密封,对发酵池内持续进行加压,然后通过转换器使发酵池内的温度升高,接入输气管道。将产生的沼气进行加工储存;便于对沼气进行提纯处理,使沼气脱硫以及分离出水蒸气。 [0023] 优选的,所述步骤T4中使发酵池本身转动的同时配合搅拌杆对内部进行搅动,搅拌速度控制在6rpm;便于发酵池内部以及底部的物料能够通过搅拌与微生物进行反应,加快反应效果。 [0024] 优选的,所述步骤T4中每次搅拌2个小时,且每次搅拌时需要暂停1个小时;使搅拌后的物料进行充分沉淀再进行搅拌,能够提高沼气生产的稳定性。 [0025] 优选的,所述第三步中加入沼渣总重量30%的水分,将混合废料进行搅拌充分混合;对混合废料进行稀释,防止废料对农作物产生伤害。 [0026] 优选的,所述步骤T3中加水后投入S2中的备用发酵剂,使混合物料静置1个小时;便于调整发酵池内的反应速度,通过少量的调节发酵剂不容易使发酵池内的发酵剂超标。 [0027] 优选的,所述步骤T3中在将混合物料投入发酵池前向池内倒入消毒液进行消毒清理,并保持发酵池内的环境卫生;保持发酵池的环境卫生能够减少发酵时受到有害菌种的影响。 [0028] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:针对户用的小型发酵池进行优化,使人们在发酵前对多种原料进行混合,使用常见的稻壳进行发酵,便于人们对原料的采集,再通过加工后的碎稻壳进行预处理,使得原料在发酵池内进行反应时保持稳定,在继续宁发酵时,能够通过搅拌设备对发酵池内自动搅拌,提高发酵池内原料的反应速度,避免自然生产沼气时混合物料发酵缓慢且不稳定的情况发生,减少人们干预发酵的需要,提高人们在使用户用发酵池时的便捷性。附图说明 [0029] 图1为本发明的发酵工艺流程图。 具体实施方式[0030] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。 [0031] 实施例1:一种生物天然气的发酵工艺,包括以下步骤: [0032] 第一步、准备物料; [0033] 第二步、投料并开始发酵产生沼气; [0034] 第三步、将产生的沼渣倒出并加入水分混匀,当成农作物的肥料进行浇灌;加入沼渣总重量30%的水分,将混合废料进行搅拌充分混合;对混合废料进行稀释,防止废料对农作物产生伤害。 [0035] 所述第一步中具体包括以下步骤: [0036] S1、将原料总量的10%设置为稻壳的总量,并且取该稻壳总量的10%备用; [0037] S2、将稻壳总量的0.25%作为发酵剂重量。并按该发酵剂重量的0.4%备用; [0038] S3、将稻壳总重量的110%作为混合液的重量,并按该混合液在发酵池内产生的沼液作为预处理液备用; [0039] S4、将发酵池内预设料液总重量的45%作为接种物的重量,按照该接种物重量取发酵池内的沼液以及沼渣混合物作为备用; [0040] 所述第二步中具体包括以下步骤: [0041] T1、将S1收集的稻壳进行粉碎,将粉碎度控制在5mm,稻壳在粉碎前通过干燥设备进行干燥处理,再通过粉碎装置进行粉碎;使稻壳在预处理中更好地混匀,便于和发酵剂以及混合液进行配合; [0042] T2、向稻壳碎料中加入S2所制发酵剂,并加入S3中的混合液进行搅拌混匀,将所得混合物料进行预处理,处理时间为3天,混合物料在预处理时需要用盖板密封并对混合物料施加压力;使混合物料内的发酵剂与沼液进行混合,便于发酵剂充分配合微生物进行发酵; [0043] T3、在发酵过程中投入S4所制接种物,向发酵池内加水至没过混合物料,发酵池在进行发酵时,保持发酵池密封,对发酵池内持续进行加压,然后通过转换器使发酵池内的温度升高,接入输气管道,将产生的沼气进行加工储存;便于对沼气进行提纯处理,使沼气脱硫以及分离出水蒸气,加水后投入S2中的备用发酵剂,使混合物料静置1个小时;便于调整发酵池内的反应速度,通过少量的调节发酵剂不容易使发酵池内的发酵剂超标,在将混合物料投入发酵池前向池内倒入消毒液进行消毒清理,并保持发酵池内的环境卫生;保持发酵池的环境卫生能够减少发酵时受到有害菌种的影响; [0044] T4、通过在发酵池内设置搅拌杆对池内的混合物料进行搅拌,每2天搅拌一次,每次搅拌2个小时,且每次搅拌时需要暂停1个小时,使发酵池本身转动的同时配合搅拌杆对内部进行搅动,搅拌速度控制在6rpm;便于发酵池内部以及底部的物料能够通过搅拌与微生物进行反应,加快反应效果;使搅拌后的物料进行充分沉淀再进行搅拌,能够提高沼气生产的稳定性; [0045] 本技术方案中,稻壳总量为发酵池内预设液总量的11%,发酵剂的总量为稻壳总量的0.3%。 [0046] 实施例2:一种生物天然气的发酵工艺,包括以下步骤: [0047] 第一步、准备物料; [0048] 第二步、投料并开始发酵产生沼气; [0049] 第三步、将产生的沼渣倒出并加入水分混匀,当成农作物的肥料进行浇灌,加入沼渣总重量30%的水分,将混合废料进行搅拌充分混合;对混合废料进行稀释,防止废料对农作物产生伤害。 [0050] 所述第一步中具体包括以下步骤: [0051] S1、将原料总量的12%设置为稻壳的总量,并且取该稻壳总量的11%备用; [0052] S2、将稻壳总量的0.3%作为发酵剂重量,并按该发酵剂重量的0.4%备用; [0053] S3、将稻壳总重量的130%作为混合液的重量,并按该混合液在发酵池内产生的沼液作为预处理液备用; [0054] S4、将发酵池内预设料液总重量的47%作为接种物的重量,按照该接种物重量取发酵池内的沼液以及沼渣混合物作为备用; [0055] 所述第二步中具体包括以下步骤: [0056] T1、将S1收集的稻壳进行粉碎,将粉碎度控制在6mm,稻壳在粉碎前通过干燥设备进行干燥处理,再通过粉碎装置进行粉碎;使稻壳在预处理中更好地混匀,便于和发酵剂以及混合液进行配合; [0057] T2、向稻壳碎料中加入S2所制发酵剂,并加入S3中的混合液进行搅拌混匀,将所得混合物料进行预处理,处理时间为4天,混合物料在预处理时需要用盖板密封并对混合物料施加压力;使混合物料内的发酵剂与沼液进行混合,便于发酵剂充分配合微生物进行发酵; [0058] T3、在发酵过程中投入S4所制接种物,向发酵池内加水至没过混合物料,发酵池在进行发酵时,保持发酵池密封,对发酵池内持续进行加压,然后通过转换器使发酵池内的温度升高,接入输气管道,将产生的沼气进行加工储存;便于对沼气进行提纯处理,使沼气脱硫以及分离出水蒸气;加水后投入S2中的备用发酵剂,使混合物料静置1个小时;便于调整发酵池内的反应速度,通过少量的调节发酵剂不容易使发酵池内的发酵剂超标,在将混合物料投入发酵池前向池内倒入消毒液进行消毒清理,并保持发酵池内的环境卫生;保持发酵池的环境卫生能够减少发酵时受到有害菌种的影响; [0059] T4、通过在发酵池内设置搅拌杆对池内的混合物料进行搅拌,每3天搅拌一次,每次搅拌2个小时,且每次搅拌时需要暂停1个小时,使发酵池本身转动的同时配合搅拌杆对内部进行搅动,搅拌速度控制在6rpm;便于发酵池内部以及底部的物料能够通过搅拌与微生物进行反应,加快反应效果;使搅拌后的物料进行充分沉淀在进行搅拌,能够提高沼气生产的稳定性; [0060] 第三步、将产生的沼渣倒出并加入水分混匀,当成农作物的肥料进行浇灌,加入沼渣总重量30%的水分,将混合废料进行搅拌充分混合;对混合废料进行稀释,防止废料对农作物产生伤害。 [0061] 本技术方案中,稻壳总量为发酵池内预设液总量的11.5%,发酵剂的总量为稻壳总量的0.3%。 [0062] 实施例3:一种生物天然气的发酵工艺,包括以下步骤: [0063] 第一步、准备物料; [0064] 第二步、投料并开始发酵产生沼气; [0065] 第三步、将产生的沼渣倒出并加入水分混匀,当成农作物的肥料进行浇灌,加入沼渣总重量30%的水分,将混合废料进行搅拌充分混合;对混合废料进行稀释,防止废料对农作物产生伤害。 [0066] 所述第一步中具体包括以下步骤: [0067] S1、将原料总量的15%设置为稻壳的总量,并且取该稻壳总量的12%备用; [0068] S2、将稻壳总量的0.5%作为发酵剂重量,并按该发酵剂重量的0.4%备用; [0069] S3、将稻壳总重量的140%作为混合液的重量,并按该混合液在发酵池内产生的沼液作为预处理液备用; [0070] S4、将发酵池内预设料液总重量的50%作为接种物的重量,按照该接种物重量取发酵池内的沼液以及沼渣混合物作为备用; [0071] 所述第二步中具体包括以下步骤: [0072] T1、将S1收集的稻壳进行粉碎,将粉碎度控制在7mm,稻壳在粉碎前通过干燥设备进行干燥处理,再通过粉碎装置进行粉碎;使稻壳在预处理中更好地混匀,便于和发酵剂以及混合液进行配合; [0073] T2、向稻壳碎料中加入S2所制发酵剂,并加入S3中的混合液进行搅拌混匀,将所得混合物料进行预处理,处理时间为5天,混合物料在预处理时需要用盖板密封并对混合物料施加压力;使混合物料内的发酵剂与沼液进行混合,便于发酵剂充分配合微生物进行发酵; [0074] T3、在发酵过程中投入S4所制接种物,向发酵池内加水至没过混合物料,发酵池在进行发酵时,保持发酵池密封,对发酵池内持续进行加压,然后通过转换器使发酵池内的温度升高,接入输气管道,将产生的沼气进行加工储存;便于对沼气进行提纯处理,使沼气脱硫以及分离出水蒸气,加水后投入S2中的备用发酵剂,使混合物料静置1个小时;便于调整发酵池内的反应速度,通过少量的调节发酵剂不容易使发酵池内的发酵剂超标,在将混合物料投入发酵池前向池内倒入消毒液进行消毒清理,并保持发酵池内的环境卫生;保持发酵池的环境卫生能够减少发酵时受到有害菌种的影响; [0075] T4、通过在发酵池内设置搅拌杆对池内的混合物料进行搅拌,每4天搅拌一次,每次搅拌2个小时,且每次搅拌时需要暂停1个小时,使发酵池本身转动的同时配合搅拌杆对内部进行搅动,搅拌速度控制在6rpm;便于发酵池内部以及底部的物料能够通过搅拌与微生物进行反应,加快反应效果;使搅拌后的物料进行充分沉淀在进行搅拌,能够提高沼气生产的稳定性; [0076] 本技术方案中,稻壳总量为发酵池内预设液总量的12%,发酵剂的总量为稻壳总量的0.3%。 [0077] 按实施例1‑3中所述生物天然气的发酵工艺,对其发酵时间稳定性以及干预需要等方面进行测试,结果通过A、B、C按照顺序由高到低进行评定,如下表所示: [0078] [0079] [0080] 由表中可以看出,实施例2相比于实施例1以及实施例3的所述发酵工艺以及原料配比进行发酵能够使原料在发酵中的时间更加稳定,且干预需要同发酵时间成正比,能够较好适应户用型发酵池的需要,减少人们干预所需要的时间以及精力,使人们在使用发酵池的时候可以最大程度地减少受发酵时间的影响。 |