的系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及沼氣工程與0)2吸收分離一體化的技術領域，具體地指一種以沼液和秸桿水解液制備氨基酸及分離CO2的系統。
技術背景
[0002]目前沼氣、垃圾填埋氣和生物質熱解氣等富CO2氣體中0)2分離技術主要有化學吸收法、物理吸附法、膜分離技術等，其中技術最成熟、工程應用最廣泛的是化學吸收法。CO2化學吸收法具有CO2分離效率高、分離過程中目標氣體損失少等優點。如分離沼氣中的CO 2時以CH4為目標氣體，具有對氣體分壓適應性廣、操作簡單和商業應用廣等優點，是近期可以大規模推廣應用的技術之一。但傳統化學吸收技術存在CO2分離成本過高及環境風險較大等關鍵瓶頸亟待解決。CO2化學分離成本高，主要歸因于常規吸收劑高CO 2反應速率與低再生能耗特性不能完美匹配，從而導致吸收劑富CO2溶液再生熱耗巨大或系統投資巨大。同時，吸收劑在循環運行中存在揮發、降解、夾帶等問題，從而造成吸收劑的補充量大，且揮發的吸收劑和降解產物處理不當也易造成對人體健康與環境的威脅。
[0003]為解決此問題，滿足“低降解、低再生能耗、高CO2吸收速率和高CO 2攜帶能力”的新型單一吸收劑或混合吸收劑成為目前的研究重點。在眾多吸收劑中，由氨基酸與強堿中和反應而生成的AAS(Amino acid salt，氨基酸鹽吸收劑)值得重視。氨基酸鹽吸收劑分子結構中擁有與傳統有機胺相同的氨基官能團，其CO2吸收能力可與有機胺相比，甚至更高。同時，氨基酸鹽吸收劑的離子特性使其具有零蒸氣分壓及抗氧化降解等特性，因而其揮發損失和氧化降解損失可忽略不計。另外，由于氨基酸大多源于自然界，因而具有良好的生物降解特性，處理處置容易，環境風險小。因此，氨基酸鹽吸收劑被稱為綠色吸收劑或環境友好型吸收劑，可用于解決目前0)2化學吸收法工藝中存在的高吸收劑損失及環境威脅較大等難題。但是，在0)2吸收-再生循環工藝中，氨基酸鹽吸收劑依然需要采用熱再生工藝，因而其能耗與傳統有機胺吸收劑相當、甚至更高。如果僅僅采用氨基酸鹽吸收劑來替換傳統有機胺吸收劑，依然不能解決CO2再生能耗高的問題。由于氨基酸鹽吸收劑具有優異的生物降解特性，處理處置容易，如果能在使用氨基酸鹽吸收劑的基礎上，將能耗巨大的再生過程摒棄，將0)2吸收-再生工藝簡化為僅存在CO 2吸收過程的單流程工藝，并將生成的富CO 2吸收劑溶液與沼氣工程中產生的沼液按比例混合后應用于農業生產，促進農林作物或植物生長發育，將CO2固化在植物機體或土壤中，勢必會大幅降低CO 2分離成本，同時亦可實現CO2的低成本儲存與應用。顯然，基于氨基酸鹽吸收劑的CO2吸收單循環工藝需要解決的主要瓶頸為氨基酸的來源，需要滿足低價、量廣的基本要求。
[0004]盡管目前氨基酸生產工藝已經比較成熟，但大多采用微生物發酵方式直接生產單一型氨基酸，原料成本較高，過程控制較嚴格。如果將氨基酸應用到0)2吸收單循環工藝中，勢必會造成氨基酸的供不應求，同時還將造成0)2吸收成本的大幅上升。因此，如能以有機廢棄物作為發酵底物制備廉價的復合型氨基酸，不僅可以實現基于氨基酸鹽吸收劑的CO2吸收單循環工藝，同時可以減少相關廢棄物隨意排放所造成的環境污染風險。在傳統發酵型氨基酸生產工藝中，微生物生長所必需的碳源和氮源添加成本較高，如使用葡萄糖作為碳源、豆柏作為氮源等。沼液是沼氣發酵過程中產生的一種高氨氮、高COD (ChemicalOxygen Demand,化學需氧量)的廢液，盡管其可以作為肥料饒灌農作物，但大量的過剩沼液成為難以處理的廢棄物，極易造成環境的二次污染。沼液中的氨氮能夠作為假絲酵母菌生長的氮源，而秸桿水解液中高濃度葡萄糖可為其生長提供碳源，利用兩種廢棄物進行發酵，理論上在得到廉價氨基酸的同時，還可降低沼液中大部分氨氮，使之更容易處理或應用于農業生產。
[0005]因此，需要開發一種以沼液和秸桿水解液制備氨基酸及分離C02的系統，該系統能通過沼液和秸桿水解液發酵，得到廉價的可再生復合氨基酸，并將復合氨基酸作為0)2化學吸收劑進行單循環0)2吸收應用，大部分吸收富液與發酵后的低氨氮沼液混合可直接用于農業應用或拋棄。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的就是要提供一種以沼液和秸桿水解液制備氨基酸及分離C02的系統。該系統利用秸桿水解液和沼液進行假絲酵母菌發酵，酵母水解后得到復合氨基酸，復合氨基酸再通過Κ0Η(氫氧化鉀)中和后生成相對廉價的復合氨基酸鹽，并將其應用于CO2吸收分離，將富CO 2氨基酸鹽溶液與發酵后沼液按一定比例混合應用于農業生產，有效規避了傳統化學吸收劑降解損失量大、再生能耗高等弊端。同時去除了沼液中大部分氨氮，提高沼液中營養成份含量，使沼液更容易處理和應用，達到在能源與環境兩方面雙贏的效果O
[0007]為實現此目的，本實用新型所設計的以沼液和秸桿水解液制備氨基酸及分離CO2的系統，其特征在于:包括沼氣工程發酵設備、沼液沉淀設備、沼液離心設備、攪拌發酵設備、第一過濾器、秸桿糖化反應設備、秸桿水洗設備、秸桿預處理反應器、懸濁發酵液離心設備、沼液儲液罐、酵母水解反應器、第二過濾器、酵母水解液濃縮設備、氨基酸鹽反應器、CO2吸收設備、三通閥、富液解吸設備、提純氣儲氣罐，它還包括第一輸送栗、第二輸送栗、第三輸送栗、熱交換器、第四輸送栗，其中，沼氣工程發酵設備的新鮮沼液出口連接沼液沉淀設備的新鮮沼液入口，沼液沉淀設備的沼液出口通過第一輸送栗連接沼液離心設備的沼液入口，沼液離心設備的上清液出口連接攪拌發酵設備的上清液入口，攪拌發酵設備還設有假絲酵母菌入口 ；秸桿預處理反應器設有第一秸桿出口、第一秸桿入口、NaOH溶液入口，秸桿預處理反應器的第一秸桿出口連接秸桿水洗設備的第二秸桿入口，秸桿水洗設備的第二秸桿出口連接秸桿糖化反應設備的第三秸桿入口，秸桿糖化反應設備還設有纖維素酶、緩沖溶液入口，秸桿糖化反應設備的秸桿糖化液出口連接第一過濾器的秸桿糖化液入口，第一過濾器的秸桿糖化濾液出口連接攪拌發酵設備的秸桿糖化濾液入口，攪拌發酵設備的發酵液出口通過第二輸送栗連接懸濁發酵液離心設備的發酵液入口，懸濁發酵液離心設備的低氨氮沼液出口連接沼液儲液罐的低氨氮沼液入口 ；懸濁發酵液離心設備的酵母泥出口連接酵母水解反應器的酵母泥入口，酵母水解反應器還設有木瓜蛋白酶、緩沖溶液及誘導劑入口，酵母水解反應器的酵母水解液出口連接第二過濾器的酵母水解液入口，第二過濾器的酵母水解濾液出口連接酵母水解液濃縮設備的酵母水解濾液入口，酵母水解液濃縮設備的復合氨基酸出口連接氨基酸鹽反應器的復合氨基酸入口，氨基酸鹽反應器還設有KOH溶液入口，氨基酸鹽反應器的復合氨基酸鹽溶液出口連接CO2吸收設備的復合氨基酸鹽溶液入口，0)2吸收設備還設有富碳氣體入口、提純氣出口，CO 2吸收設備的提純氣出口連接提純氣儲氣罐的提純氣入口 ；co2吸收設備的富液出口通過第三輸送栗連接三通閥的第一接口，三通閥的第二接口連接沼液儲液罐的第一富液入口，沼液儲液罐還設有第一富液出口 ；三通閥的第三接口連接熱交換器的低溫富液入口，熱交換器的高溫富液出口連接富液解吸設備的第二富液入口，富液解吸設備還設有加熱器、空氣入口、富碳氣體出口，富液解吸設備的高溫貧液出口連接熱交換器的高溫貧液入口，熱交換器的低溫貧液出口通過第四輸送栗連接氨基酸鹽反應器的復合氨基酸鹽出口與0)2吸收設備的氨基酸鹽入口之間的輸送管路。
[0008]上述技術方案中，所述沼液沉淀設備的沼液出口與沼液離心設備的沼液入口之間的管路內設有第一流量計和第一輸送栗，所述沼液離心設備的上清液出口與攪拌發酵設備的上清液入口之間的管路內設有第二流量計，第一過濾器的秸桿糖化濾液出口與攪拌發酵設備的秸桿糖化濾液入口之間的管路內設有第三流量計，秸桿糖化反應設備的纖維素酶、緩沖溶液入口處設有第四流量計，秸桿預處理反應器的NaOH溶液入口處設有第五流量計，攪拌發酵設備的發酵液出口與懸濁發酵液離心設備的發酵液入口之間的管路內設有第二輸送栗和第六流量計，懸濁發酵液離心設備的酵母泥出口與酵母水解反應器的酵母泥入口之間的管路內設有質量傳感器，酵母水解液濃縮設備的復合氨基酸出口與氨基酸鹽反應器的復合氨基酸入口之間的管路內設有氨基酸濃度傳感器，氨基酸鹽反應器的KOH溶液入口處設有第七流量計，氨基酸鹽反應器的復合氨基酸鹽溶液出口與CO2吸收設備的復合氨基酸鹽溶液入口之間的管路內設有第八流量計，0)2吸收設備的富碳氣體入口處設有第一 CO2濃度傳感器，CO2吸收設備的富液出口與三通閥的第一接口之間的管路內設有第九流量計和第三輸送栗，三通閥的第二接口與沼液儲液罐的第一富液入口之間的管路內設有第十流量計，三通閥的第三接口與熱交換器的低溫富液入口之間設有第i^一流量計，熱交換器的高溫富液出口與富液解吸設備的第二富液入口之間的管路內設有溫度傳感器，富液解吸設備的富碳氣體出口處設有第二 CO2濃度傳感器，富液解吸設備的空氣入口處設有第十二流量計。
[0009]本實用新型的有益效果為:
[0010]1、本實用新型以有機質厭氧發酵所產生的低成本沼