專利名稱：一種利用秸稈干式發酵生產沼氣的工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用秸稈發酵產生沼氣的生產工藝，特別是一種利用秸稈 干式發酵生產沼氣的工藝，沼氣是有機物經微生物厭氧消化而產生的可燃性氣 體。其特性與天燃氣相似，沼氣除直接燃燒用于炊事、烘干農副產品、供暖、 照明和氣焊等外，還可作內燃機的燃料以及生產甲醇、福爾馬林、四氯化碳等 化工原料。
背景技術：
我國農業廢棄物多種多樣，但按其來源分為秸稈和禽類糞便兩大類，我國 農業資源相對豐富，根據我國主要農作物產量通過谷物比計算，每年秸稈產量 為6億噸，稻草、玉米秸稈、麥秸稈占秸稈總量的77.2%。沼氣屬可再生能源， 系可再生能源里的生物質能。微生物的生長繁殖、有機物的分解轉化、沼氣的 生產都是在厭氧消化器里進行的，厭氧消化器是沼氣發酵的核心設備，因此厭 氧消化器的結構和運行情況是一個沼氣工程設計的重點。傳統濕法發酵要耗用 自身30%左右的能量，在北方寒冷地區冬季甚至會達到45%，因而大大限制了 沼氣技術在北方寒冷地區的推廣。傳統濕法發酵不僅耗水量大，而且又為沼渣 的烘干制肥帶來繁瑣工藝。傳統濕法發酵產生的沼氣含硫量高、操作麻煩、科 技含量低、沼氣產氣率低。
傳統的沼氣發酵均采用濕法技術，由于濕法技術發酵耗能高、處理干物質 的成本高等一系列缺點，限制了其適應的范圍和地域。從90年代起，德國大量 資助了新型的間歇式干法沼氣發酵技術的研發，90年代末，德國間歇式干法沼 氣工藝和裝備通過了中試，2002年生產出工業級裝備并投入實際運行。由于連 續性干法沼氣發酵工藝太復雜、成本過高，因此未能得到推廣。
發明內容
本發明的目的是針對以上的問題，而研制的一種利用秸稈干式發酵生產沼 氣的工藝，該工藝打破了不能用純秸稈發酵的壁壘，拓寬了秸稈沼氣工程的范 圍和地域，農作物廢棄物的利用使農民增收，并達到節能減排的目的。本發明是這樣實現的該工藝的步驟是
第一步、先用粉碎機將秸稈粉碎至2—8mm，為秸稈碎料，使秸稈碎料和微 生物反應充分，降解率在90%以上；
第二步、將秸稈碎料經輸送機送至預處理池，并在預處理池內加入40—53 °C的熱水和秸稈沼氣發酵劑進行預處理，預處理池的秸稈碎料和厭氧消化器回 流的沼液，按2: l的比例混合，攪拌均勻，攪拌后秸稈料液含固率為20-35%;
第三步、用污泥泵把秸稈料液通過輸送管道等量地輸送于厭氧消化器頂部， 使沼渣不容易結殼，然后進行高溫發酵，發酵溫度為'40—53°C;
第四步、厭氧消化器經發酵產生的沼氣，經過沼氣氣液分離裝置，輸送至 凈化裝置，提純后制為清潔燃料。
本發明可以是這樣實現的該工藝能使1.5kg秸稈產出1 M、沼氣(甲垸含 量>55%)，降解率在90%以上。 本發明的積極效果
1、 本發明初期投資、運營成本和環境成本都遠遠低于濕法技術，使用高溫 干式發酵，干發酵有效物質占20%—35%,自身能耗低，具有反應充分、有機負 荷率高、出氣率高、產氣率快等特點，池容出氣量》1,降解率在90%以上，自 身能耗低，冬季僅耗用自身能量的10%—15%。
2、 本發明不僅可連續干式發酵，還能連續投料和出料，不用大換料，沼液 回流至預處理池重復使用，只排出沼渣，不會造成污染；提高了水力滯留期
(HRT)，提高了物質與微生物的接觸，加速了消化底物的分解，大大提高了有 機負荷率和產氣率，產氣率》1，厭氧消化器中沒有攪拌器等運動部件，提高了 系統的可靠性。
3、 本發明不僅具有很高的廢物處理率，還能得到較高肥效的有機肥產物， 簡化了前期處理工藝，降低了能耗；而且，秸稈干式厭氧發酵工藝，因其能夠 處理高含固率廢物的優點，而滿足了目前農作物廢棄物的要求；此外，干式厭 氧消化工藝比濕式工藝，具有更高的有機負荷率和產氣率。
具體實施例方式
以下結合實施例對本發明作進一步的詳細說明。實施例一
以實驗工程200 Nf厭氧消化器為例日需300kg秸稈，經過預處理，連續 投料，在43—47。C下日產氣200 M3。 本發明的工藝步驟是
第一步、先用粉碎機將300kg/d秸稈粉碎至3—6mm，為秸稈碎料，使秸稈 碎料和微生物反應充分，降解率達90%;
第二步、將秸稈碎料經輸送機送至預處理池，并在預處理池內加入43—47 °C的熱水和秸稈沼氣發酵劑進行預處理，預處理池的秸稈碎料和厭氧消化器回 流的沼液，按2: 1的比例混合，攪拌均勻，攪拌后秸稈料液含固率為23—25%;
第三步、用污泥泵把秸稈料液通過輸送管道，等量地輸送于厭氧消化器頂 部，使沼渣不容易結殼，然后進行高溫發酵，發酵溫度為43—47°C;
第四步、厭氧消化器發酵產生200 M3/d沼氣，經過沼氣氣液分離裝置，輸 送至凈化裝置，提純后制為清潔燃料。
本發明的厭氧消化器外部采用聚氨酯保溫，(為甲烷菌提供了適宜的生存 環境，使產氣率大大提高)。剩余物沼渣含有較全面的養分元素和豐富的有機物 質，經加工做成有機肥料，不會對環境造成任何污染。
權利要求
1、一種利用秸稈干式發酵生產沼氣的工藝，其特征在于該工藝的步驟是第一步、先用粉碎機將秸稈粉碎至2-8mm，為秸稈碎料，使秸稈碎料和微生物反應充分，降解率在90％以上；第二步、將秸稈碎料經輸送機送至預處理池，并在預處理池內加入40-53℃的熱水和秸稈沼氣發酵劑進行預處理，預處理池的秸稈碎料和厭氧消化器回流的沼液，按2∶1的比例混合，攪拌均勻，攪拌后秸稈料液含固率為20-35％；第三步、用污泥泵把秸稈料液通過輸送管道，等量地輸送于厭氧消化器頂部，使沼渣不容易結殼，然后進行高溫發酵，發酵溫度為40-53℃；第四步、厭氧消化器經發酵產生的沼氣，經過沼氣氣液分離裝置，輸送至凈化裝置，提純后制為清潔燃料。
2、 根據權利要求1所述的一種利用秸稈干式發酵生產沼氣的工藝， 其特征在于該工藝能使1.5kg秸稈產出1 M3沼氣，其甲烷含量》55%, 降解率在90°/。以上。
3、 根據權利要求1所述的一種利用秸稈干式發酵生產沼氣的工藝， 其特征在于預處理池內加入43—47'C的熱水和秸稈沼氣發酵劑進行預 處理。
4、 根據權利要求1所述的一種利用秸稈干式發酵生產沼氣的工藝， 其特征在于厭氧消化器的發酵溫度為43—47"C。
全文摘要
本發明提供一種利用秸稈干式發酵生產沼氣的工藝，其步驟是一、用粉碎機將秸稈粉碎至2-8mm，二、將秸稈碎料經輸送機送至預處理池，并在預處理池內加入40-53℃的熱水和秸稈發酵劑進行預處理，預處理池的秸稈碎料和厭氧消化器回流的沼液，按2∶1的比例混合，攪拌后秸稈料液含固率為20-35％；三、用污泥泵把秸稈料液等量地輸送于厭氧消化器頂部，發酵溫度為40-53℃；四、發酵產生的沼氣，經氣液分離、凈化提純為清潔燃料。該工藝能使1.5kg秸稈產出1m<sup>3</sup>沼氣(甲烷含量≥55％)，降解率在90％以上。本發明可連續投料和出料，沼液重復使用，只排出沼渣，沼渣經加工做成有機肥料，不會對環境造成任何污染。
文檔編號C05F5/00GK101338325SQ20081014117
公開日2009年1月7日 申請日期2008年8月28日 優先權日2008年8月28日
發明者何貴忠, 何貴新, 魏秀生 申請人:河南富城生態能源科技有限公司