专利名称：一种利用秸秆干式发酵生产沼气的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用秸秆发酵产生沼气的生产工艺，特别是一种利用秸秆 干式发酵生产沼气的工艺，沼气是有机物经微生物厌氧消化而产生的可燃性气 体。其特性与天燃气相似，沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、 照明和气焊等外，还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等 化工原料。
背景技术：
我国农业废弃物多种多样，但按其来源分为秸秆和禽类粪便两大类，我国 农业资源相对丰富，根据我国主要农作物产量通过谷物比计算，每年秸秆产量 为6亿吨，稻草、玉米秸秆、麦秸秆占秸秆总量的77.2%。沼气属可再生能源， 系可再生能源里的生物质能。微生物的生长繁殖、有机物的分解转化、沼气的 生产都是在厌氧消化器里进行的，厌氧消化器是沼气发酵的核心设备，因此厌 氧消化器的结构和运行情况是一个沼气工程设计的重点。传统湿法发酵要耗用 自身30%左右的能量，在北方寒冷地区冬季甚至会达到45%，因而大大限制了 沼气技术在北方寒冷地区的推广。传统湿法发酵不仅耗水量大，而且又为沼渣 的烘干制肥带来繁琐工艺。传统湿法发酵产生的沼气含硫量高、操作麻烦、科 技含量低、沼气产气率低。
传统的沼气发酵均采用湿法技术，由于湿法技术发酵耗能高、处理干物质 的成本高等一系列缺点，限制了其适应的范围和地域。从90年代起，德国大量 资助了新型的间歇式干法沼气发酵技术的研发，90年代末，德国间歇式干法沼 气工艺和装备通过了中试，2002年生产出工业级装备并投入实际运行。由于连 续性干法沼气发酵工艺太复杂、成本过高，因此未能得到推广。
发明内容
本发明的目的是针对以上的问题，而研制的一种利用秸秆干式发酵生产沼 气的工艺，该工艺打破了不能用纯秸秆发酵的壁垒，拓宽了秸秆沼气工程的范 围和地域，农作物废弃物的利用使农民增收，并达到节能减排的目的。本发明是这样实现的该工艺的步骤是
第一步、先用粉碎机将秸秆粉碎至2—8mm，为秸秆碎料，使秸秆碎料和微 生物反应充分，降解率在90%以上；
第二步、将秸秆碎料经输送机送至预处理池，并在预处理池内加入40—53 °C的热水和秸秆沼气发酵剂进行预处理，预处理池的秸秆碎料和厌氧消化器回 流的沼液，按2: l的比例混合，搅拌均匀，搅拌后秸秆料液含固率为20-35%;
第三步、用污泥泵把秸秆料液通过输送管道等量地输送于厌氧消化器顶部， 使沼渣不容易结壳，然后进行高温发酵，发酵温度为'40—53°C;
第四步、厌氧消化器经发酵产生的沼气，经过沼气气液分离装置，输送至 净化装置，提纯后制为清洁燃料。
本发明可以是这样实现的该工艺能使1.5kg秸秆产出1 M、沼气(甲垸含 量>55%)，降解率在90%以上。 本发明的积极效果
1、 本发明初期投资、运营成本和环境成本都远远低于湿法技术，使用高温 干式发酵，干发酵有效物质占20%—35%,自身能耗低，具有反应充分、有机负 荷率高、出气率高、产气率快等特点，池容出气量》1,降解率在90%以上，自 身能耗低，冬季仅耗用自身能量的10%—15%。
2、 本发明不仅可连续干式发酵，还能连续投料和出料，不用大换料，沼液 回流至预处理池重复使用，只排出沼渣，不会造成污染；提高了水力滞留期
(HRT)，提高了物质与微生物的接触，加速了消化底物的分解，大大提高了有 机负荷率和产气率，产气率》1，厌氧消化器中没有搅拌器等运动部件，提高了 系统的可靠性。
3、 本发明不仅具有很高的废物处理率，还能得到较高肥效的有机肥产物， 简化了前期处理工艺，降低了能耗；而且，秸秆干式厌氧发酵工艺，因其能够 处理高含固率废物的优点，而满足了目前农作物废弃物的要求；此外，干式厌 氧消化工艺比湿式工艺，具有更高的有机负荷率和产气率。
具体实施例方式
以下结合实施例对本发明作进一步的详细说明。实施例一
以实验工程200 Nf厌氧消化器为例日需300kg秸秆，经过预处理，连续 投料，在43—47。C下日产气200 M3。 本发明的工艺步骤是
第一步、先用粉碎机将300kg/d秸秆粉碎至3—6mm，为秸秆碎料，使秸秆 碎料和微生物反应充分，降解率达90%;
第二步、将秸秆碎料经输送机送至预处理池，并在预处理池内加入43—47 °C的热水和秸秆沼气发酵剂进行预处理，预处理池的秸秆碎料和厌氧消化器回 流的沼液，按2: 1的比例混合，搅拌均匀，搅拌后秸秆料液含固率为23—25%;
第三步、用污泥泵把秸秆料液通过输送管道，等量地输送于厌氧消化器顶 部，使沼渣不容易结壳，然后进行高温发酵，发酵温度为43—47°C;
第四步、厌氧消化器发酵产生200 M3/d沼气，经过沼气气液分离装置，输 送至净化装置，提纯后制为清洁燃料。
本发明的厌氧消化器外部采用聚氨酯保温，(为甲烷菌提供了适宜的生存 环境，使产气率大大提高)。剩余物沼渣含有较全面的养分元素和丰富的有机物 质，经加工做成有机肥料，不会对环境造成任何污染。
权利要求
1、一种利用秸秆干式发酵生产沼气的工艺，其特征在于该工艺的步骤是第一步、先用粉碎机将秸秆粉碎至2-8mm，为秸秆碎料，使秸秆碎料和微生物反应充分，降解率在90％以上；第二步、将秸秆碎料经输送机送至预处理池，并在预处理池内加入40-53℃的热水和秸秆沼气发酵剂进行预处理，预处理池的秸秆碎料和厌氧消化器回流的沼液，按2∶1的比例混合，搅拌均匀，搅拌后秸秆料液含固率为20-35％；第三步、用污泥泵把秸秆料液通过输送管道，等量地输送于厌氧消化器顶部，使沼渣不容易结壳，然后进行高温发酵，发酵温度为40-53℃；第四步、厌氧消化器经发酵产生的沼气，经过沼气气液分离装置，输送至净化装置，提纯后制为清洁燃料。
2、 根据权利要求1所述的一种利用秸秆干式发酵生产沼气的工艺， 其特征在于该工艺能使1.5kg秸秆产出1 M3沼气，其甲烷含量》55%, 降解率在90°/。以上。
3、 根据权利要求1所述的一种利用秸秆干式发酵生产沼气的工艺， 其特征在于预处理池内加入43—47'C的热水和秸秆沼气发酵剂进行预 处理。
4、 根据权利要求1所述的一种利用秸秆干式发酵生产沼气的工艺， 其特征在于厌氧消化器的发酵温度为43—47"C。
全文摘要
本发明提供一种利用秸秆干式发酵生产沼气的工艺，其步骤是一、用粉碎机将秸秆粉碎至2-8mm，二、将秸秆碎料经输送机送至预处理池，并在预处理池内加入40-53℃的热水和秸秆发酵剂进行预处理，预处理池的秸秆碎料和厌氧消化器回流的沼液，按2∶1的比例混合，搅拌后秸秆料液含固率为20-35％；三、用污泥泵把秸秆料液等量地输送于厌氧消化器顶部，发酵温度为40-53℃；四、发酵产生的沼气，经气液分离、净化提纯为清洁燃料。该工艺能使1.5kg秸秆产出1m<sup>3</sup>沼气(甲烷含量≥55％)，降解率在90％以上。本发明可连续投料和出料，沼液重复使用，只排出沼渣，沼渣经加工做成有机肥料，不会对环境造成任何污染。
文档编号C05F5/00GK101338325SQ20081014117
公开日2009年1月7日 申请日期2008年8月28日 优先权日2008年8月28日
发明者何贵忠, 何贵新, 魏秀生 申请人:河南富城生态能源科技有限公司