一种秸秆高效制沼气的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于新能源技术领域，具体涉及一种秸杆高效制沼气的方法。
【背景技术】
[0002]随着社会的不断发展，石油，煤炭等不可再生资源，供应日益紧张，环境压力日益沉重。因此寻找新的可再生资源迫在眉睫。在众多可再生资源中，生物质资源由于其贮存量丰富、环境友好等优点，已被普遍认为是解决未来能源危机的根本途径之一。我国是一个农业大国，作物秸杆的年产量非常巨大，据统计每年秸杆产量约7亿多吨，蕴含着丰富的能量及大量的营养物污染，如何科学高效的利用这一庞大的可再生资源已成为一个迫切需要解决质，而目前的秸杆利用率33 %，其余大部分只是作为燃料等直接利用，很多就地焚烧对环境造成了严重的的问题。利用秸杆制备沼气，充分响应了国家“不与人争粮”的发展战略，开发前景非常广阔。现有的秸杆制沼气的方法将秸杆与水混合后直接用于微生物降解，由于固态秸杆与微生物接触面积小而不利于微生物的直接利用分解，故而效率较低。急需要改良工艺来避免直接利用秸杆发酵造成的发酵效率不高，沼渣、沼液利用率低等难题，从而提高秸杆制沼气的效率与秸杆的利用率。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种秸杆高效制沼气的方法，利用含有一定浓度金属盐催化剂的水溶液，通过浸泡使得秸杆中的一部分可溶和易溶的有机物由固相转移到液相，固液混合物进入固液分离机或板框压滤机进行压榨，使得固体与液体分开，将得到的液体进行厌氧发酵制沼气，固体残渣可视需求进行堆肥或烘干焚烧。本发明将通过混合、浸泡、压榨等工艺将固体秸杆中可以用于发酵的组分提取到液相中，然后用液体发酵工艺，便于微生物的直接利用分解，大大提高了秸杆制沼气的效率。
[0004]为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案:
[0005]—种秸杆高效制沼气的方法，利用含有金属盐催化剂的水溶液，通过浸泡使得秸杆中可溶和易溶的有机物由固相转移到液相，固液混合物进行固液分离，将得到的液体进行厌氧发酵制沼气，固体残渣进行堆肥或烘干焚烧。
[0006]上述秸杆与含有金属盐催化剂的水溶液质量比为1:10?100。
[0007]上述金属盐催化剂分别为铁盐、钴盐或镍盐的一种或几种的组合，金属离子的浓度达到 0.05-0.5mol/Lo
[0008]上述秸杆与含有催化剂的水溶液混合均匀，在有0-100r/min搅拌的条件下浸泡
l-8ho
[0009]上述固液分离用固液分离机或板框压滤机进行压榨，将固体与液体分开。
[0010]上述厌氧发酵制沼气利用液相厌氧反应器进行厌氧发酵制沼气。
[0011]上述秸杆为粉碎成0.5-2cm的新鲜秸杆、风干秸杆或青贮秸杆中的一种或几种的混合物。
[0012]上述金属盐催化剂的水溶液温度为60-100°C。
[0013]由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性:
[0014]本发明的一种秸杆高效制沼气的方法，通过混合、浸泡工序，利用含有一定浓度金属盐催化剂的水溶液，使秸杆中的一部分可溶和易溶的有机物由固相转移到液相，压榨后将得到的液体进行厌氧发酵制沼气，从而提高了秸杆制沼气的产气率。
[0015]本发明的一种秸杆高效制沼气的方法，避免了直接利用秸杆发酵时，发酵效率低，沼渣、沼液利用率低等难题。此方法将秸杆中的用于发酵的大部分组分溶解到液体中直接发酵，而经过压榨出的固体残渣并未浪费，而是用于堆肥或者焚烧取其热量。提高了秸杆的利用率，增加了产气率，也解决了燃烧秸杆造成的环境污染。
【附图说明】
[0016]图1是一种秸杆高效制沼气的方法的工艺流程图。
[0017]其中:1.混合工序，2.浸泡工序，3.压榨工序，4.厌氧产沼气(发酵工序)，5.堆肥或焚烧。
【具体实施方式】
[0018]实施例的一种秸杆高效制沼气的方法，采用如下步骤:
[0019](1)将秸杆与含有金属盐催化剂的水溶液按质量比为1:10?100的比例进行混合，其中水溶液中催化剂分别为铁盐、钴盐和镍盐的一种或几种的组合，加入量使每种金属离子的浓度达到0.05-0.5mol/L ；
[0020](2)待秸杆与含有催化剂的水溶液混合均匀后，在有0-100r/min搅拌的条件下浸泡 l-8h ；
[0021](3)待浸泡工序完成后直接将固液混合物进入固液分离机或板框压滤机进行压榨，将固体与液体分开；
[0022](4)将压榨工艺得到的液体利用现有的液相厌氧反应器进行厌氧发酵制沼气。固体残渣可视需求进行堆肥或焚烧；
[0023]步骤(1)所述的秸杆为粉碎成0.5-2cm的新鲜秸杆、风干秸杆或青贮秸杆中的一种或几种的混合物。
[0024]步骤(1)所述的水的温度为60_100°C。
[0025]下面将结合典型实施例对本发明作进一步详述。
[0026]实施例1取10kg新鲜秸杆，利用粉碎机粉碎成0.5cm的秸杆颗粒，然后向秸杆颗粒中加入1000kg，60°C的含有0.05mol/L氯化钴的水溶液，混合均匀，在无搅拌的条件下浸泡8h。完成后，固液混合物进入固液分离机进行压榨，将固体与液体分开。压榨工艺得到的液体C0D&达到50000mg/L，将其利用UASB高效厌氧反应器进行厌氧发酵制沼气，可以达到每吨秸杆干物质产生400m3沼气的产率，固体残渣进行堆肥。
[0027]实施例2取20kg风干的秸杆，利用粉碎机粉碎成1.0cm的秸杆颗粒，然后向秸杆颗粒中加入1000kg，80°C的含有0.25mol/L氯化铁，0.25mol/L氯化钴的水溶液，混合均匀，在50r/min搅拌的条件下浸泡4h。完成后，固液混合物进入板框压滤机进行压榨，将固体与液体分开。压榨工艺得到的液体C0D&达到35000mg/L，将其利用UASB高效厌氧反应器进行厌氧发酵制沼气，可以达到每吨秸秆干物质产生200m3的沼气的产率，固体残渣进行焚
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[0028]实施例3取100kg新鲜秸杆、风干的秸杆与青贮的秸杆的混合物，利用粉碎机粉碎成2.0cm的秸杆颗粒，然后向秸杆颗粒中加入1000kg，100°C的含有氯化铁、氯化钴和氯化镍的浓度均为0.5mol/L的水溶液，混合均勾，在100r/min搅拌的条件下浸泡lh搅拌。完成后，固液混合物进入固液分离机进行压榨，将固体与液体分开。压榨工艺得到的液体C0D&达到43000mg/L，将其利用EGSB高效厌氧反应器进行厌氧发酵制沼气，可以达到每吨秸杆干物质产生320m3的沼气的产率，固体残渣进行堆肥。
【主权项】
1.一种秸杆高效制沼气的方法，其特征是利用含有金属盐催化剂的水溶液，通过浸泡使得秸杆中可溶和易溶的有机物由固相转移到液相，固液混合物进行固液分离，将得到的液体进行厌氧发酵制沼气，固体残渣进行堆肥或烘干焚烧。2.如权利要求1所述的方法，其特征是秸杆与含有金属盐催化剂的水溶液质量比为1:10 ?100。3.如权利要求1所述的方法，其特征是金属盐催化剂分别为铁盐、钴盐或镍盐的一种或几种的组合，金属离子的浓度达到0.05-0.5mol/Lo4.如权利要求1所述的方法，其特征是秸杆与含有催化剂的水溶液混合均匀，在有0-100r/min搅拌的条件下浸泡l_8h。5.如权利要求1所述的方法，其特征是固液分离用固液分离机或板框压滤机进行压榨，将固体与液体分开。6.如权利要求1所述的方法，其特征是厌氧发酵制沼气利用液相厌氧反应器进行厌氧发酵制沼气。7.如权利要求1所述的方法，其特征是秸杆为粉碎成0.5-2cm的新鲜秸杆、风干秸杆或青贮秸杆中的一种或几种的混合物。8.如权利要求1所述的方法，其特征是金属盐催化剂的水溶液温度为60-100°C。
【专利摘要】本发明涉及一种秸秆高效制沼气的方法。利用含有一定浓度金属盐催化剂的水溶液，通过浸泡使得秸秆中的一部分可溶和易溶的有机物由固相转移到液相，固液混合物进入固液分离机或板框压滤机进行压榨，使得固体与液体分开，将得到的液体进行厌氧发酵制沼气，固体残渣可视需求进行堆肥或烘干焚烧。本发明避免了直接利用秸秆发酵时，发酵效率低，沼渣、沼液利用率低等难题。此方法将秸秆中的用于发酵的大部分组分溶解到液体中直接发酵，而经过压榨出的固体残渣并未浪费，而是用于堆肥或者焚烧取其热量。提高了秸秆的利用率，增加了产气率,也解决了燃烧秸秆造成的环境污染。
【IPC分类】C12P5/02
【公开号】CN105420281
【申请号】CN201510897012
【发明人】吕学斌, 郑旭静, 古小超
【申请人】天津大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月8日