一种利用植物秸秆联产乙醇和沼气的工艺的制作方法

文档序号:9838588
一种利用植物秸秆联产乙醇和沼气的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及秸杆再利用领域,具体涉及一种利用植物秸杆联产乙醇和沼气的工 〇
【背景技术】
[0002] 近年来,化石能源渐趋枯竭,环境压力日益沉重,能源需求和油价呈现出持续上升 的势态,世界各国都在为开发新能源,特别是汽油的替代品而努力。在众多的生物质能源 中,燃料酒精由于其生产工艺简单,可生产乙醇汽油,向环境排放的温室气体为零等优点, 得到了美国、巴西等国家的青睐,我国也在"十一五"规划中提出了大力发展燃料酒精。
[0003] 目前,生物乙醇主要原料为粮食,随着生物乙醇工业的发展以及市场对乙醇需求 的增加,粮食的消耗量越来越大。我国是世界上人口最多的国家,为了保证国家的粮食战略 安全,国家提出工业生产"不与粮争地、不与人争粮"的发展战略要求,同时国家发改委对于 粮食为原料生产燃料乙醇的项目也不再审批。在这种情况下,发展非粮乙醇的生产技术显 的尤为重要。
[0004] 我国是一个农业大国,作物秸杆的年产量非常巨大,据统计,目前的秸杆利用率 33%,但经过一定技术处理后利用的仅占2.6%,其余大部分只是作为燃料等直接利用,开 发前景非常广阔。
[0005] 在乙醇的生产过程中,大量的醪糟及醪液作为生产工艺中的废弃物需要进行无害 化处理,以往的处理工艺多是将醪糟作为饲料或有机肥的主要成分进行加工,成为下游产 品进行出售获利。而醪液多是作为高C0D污水进行处理,不仅需要大量的一次性投资,处理 过程中持续性的经济投入也是必不可少的。随着近年来生物工程技术的发展,将醪糟及醪 液作为原料生产沼气的技术也变得越来越成熟,很多乙醇生产单位将醪糟和醪液变废为 宝,生产沼气并为企业创造更多的利润。

【发明内容】

[0006] 本发明的目的是针对现有技术中的上述不足,提供一种利用植物秸杆联产乙醇和 沼气的工艺。
[0007] 本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
[0008] -种利用植物秸杆联产乙醇和沼气的工艺,该工艺主要包括以下步骤:
[0009] (1)对植物秸杆进行预处理;
[0010] (2)将预处理后的植物秸杆加入质量分数为0.01 % -0.04 %的碱液进行水解,将二 者混合在120-135°C温度下蒸煮140-180min;
[0011] (3)蒸煮后往步骤(2)中所得的物料中依次加入(NH4) 2S04、CaC03、葡萄糖固体搅 拌均匀,调节溶液的pH=6-8,接着向上述物料中接种降解菌和复合菌,在40°C微氧环境下 发酵15-30h,发酵完成后将产物乙醇进行精馏;
[0012] (4)将植物秸杆发酵乙醇后剩下的醪糟与醪液的混合物放入沼气池;
[0013] (5)在沼气池中加入人畜粪尿和一定量的碳氨,保持醪糟与醪液的混合物和人畜 粪尿的配比为10:1,所述人畜粪尿携带一定量的尿素能物质,能够加速植物秸杆的发酵过 程,且保持沼气池内碳氨比为20:1,碳氨比为20:1适合发酵过程中微生物的生长,有助于微 生物对秸杆的的分解,接着再接种厌氧活性甲烷菌,继续发酵2个月以生产沼气。
[0014] 优选的,步骤(1)所述的植物秸杆为玉米秸杆、水稻秸杆、小麦秸杆、高粱秸杆、棉 花猜杆。
[0015] 优选的,步骤(1)对植物秸杆进行预处理方法为机械粉碎法,将植物秸杆粉碎成3-8mm的碎料。
[0016]优选的,步骤(2)中处理后的植物猜杆与碱液的固液质量比为1:15-25。
[0017]优选的,步骤(3)中接种的降解菌为物料质量的0.5-2%。
[0018] 本发明所具有的有益效果是:
[0019] 使用本发明工艺可同时制得乙醇和沼气,且其乙醇和沼气绿色环保,经济实惠,安 全可靠,符合可持续发展的环保理念,而且该秸杆联产乙醇和沼气的工艺进一步提高了秸 杆的利用率。
【具体实施方式】
[0020] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结 合具体实施例,进一步阐述本发明。
[0021] 实施例1
[0022] 一种利用植物秸杆联产乙醇和沼气的工艺,该工艺主要包括以下步骤:
[0023] (1)对植物秸杆进行预处理;
[0024] (2)将预处理后的植物秸杆加入质量分数为0.01 %的碱液进行水解,将二者混合 在120°C温度下蒸煮140min;
[0025] (3)蒸煮后往步骤(2)中所得的物料中依次加入(NH4)2S04、CaC03、葡萄糖固体搅 拌均匀,调节溶液的pH = 6,接着向上述物料中接种降解菌,在40°C微氧环境下发酵15h,发 酵完成后将产物乙醇进行精馏;
[0026] (4)将植物秸杆发酵乙醇后剩下的醪糟与醪液的混合物放入沼气池;
[0027] (5)在沼气池中加入人畜粪尿和一定量的碳氨,保持醪糟与醪液的混合物和人畜 粪尿的配比为10:1,且保持沼气池内碳氨比为20:1,接着再接种厌氧活性甲烷菌,继续发酵 2个月以生产沼气。
[0028] 优选的,步骤(1)所述的植物秸杆为玉米秸杆、水稻秸杆、小麦秸杆、高粱秸杆、棉 花猜杆。
[0029] 优选的,步骤(1)对植物秸杆进行预处理方法为机械粉碎法,将植物秸杆粉碎成 3mm的碎料。
[0030] 优选的,步骤(2)中处理后的植物秸杆与碱液的固液质量比为1:15。
[0031 ]优选的,步骤(3)中接种的降解菌为物料质量的0.5%。
[0032] 实施例2
[0033] 一种利用植物秸杆联产乙醇和沼气的工艺,该工艺主要包括以下步骤:
[0034] (1)对植物秸杆进行预处理;
[0035] (2)将预处理后的植物秸杆加入质量分数为0.04%的碱液进行水解,将二者混合 在135°C温度下蒸煮180min;
[0036] (3)蒸煮后往步骤(2)中所得的物料中依次加入(NH4) 2S04、CaC03、葡萄糖固体搅 拌均勾,调节溶液的pH = 8,接着向上述物料中接种降解菌,在40°C微氧环境下发酵30h,发 酵完成后将产物乙醇进行精馏;
[0037] (4)将植物秸杆发酵乙醇后剩下的醪糟与醪液的混合物放入沼气池;
[0038] (5)在沼气池中加入人畜粪尿和一定量的碳氨,保持醪糟与醪液的混合物和人畜 粪尿的配比为10:1,且保持沼气池内碳氨比为20:1,接着再接种厌氧活性甲烷菌,继续发酵 2个月以生产沼气。
[0039] 优选的,步骤(1)所述的植物秸杆为玉米秸杆、水稻秸杆、小麦秸杆、高粱秸杆、棉 花猜杆。
[0040] 优选的,步骤(1)对植物秸杆进行预处理方法为机械粉碎法,将植物秸杆粉碎成 8mm的碎料。
[0041 ]优选的,步骤(2)中处理后的植物猜杆与碱液的固液质量比为1:25。
[0042] 优选的,步骤(3)中接种的降解菌为物料质量的2%。
[0043] 以本发明的各项实施例作为实验组,所述对照组与实施例2的区别在于所述 0.04%的碱液改为0.1%稀硫酸,且对照组的步骤(5)中不添加人畜粪尿与碳氨,其余条件 与实施例2相同。实验结果如下表所示:
[0044]
[0045] 由实验可知,使用本发明工艺制得的乙醇和沼气热值高,且绿色环保,经济实惠, 安全可靠,符合可持续发展的环保理念,而且该秸杆联产乙醇和沼气的工艺进一步提高了 秸杆的利用率。
[0046]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该 了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原 理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进 都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界 定。
【主权项】
1. 一种利用植物秸杆联产乙醇和沼气的工艺,其特征在于:该工艺主要包括以下步骤: (1) 对植物秸杆进行预处理; (2) 将预处理后的植物秸杆加入质量分数为0.01 %-0.04%的碱液进行水解,将二者混 合在120-135Γ温度下蒸煮140-180min; (3) 蒸煮后往步骤(2)中所得的物料中依次加入(NH4) 2S04、CaC03、葡萄糖固体搅拌均 匀,调节溶液的pH = 6-8,接着向上述物料中接种降解菌和复合菌,在40°C微氧环境下发酵 15-30h,发酵完成后将产物乙醇进行精馏; (4) 将植物秸杆发酵乙醇后剩下的醪糟与醪液的混合物放入沼气池; (5) 在沼气池中加入人畜粪尿和一定量的碳氨,保持醪糟与醪液的混合物和人畜粪尿 的配比为10:1,且保持沼气池内碳氨比为20:1,接着再接种厌氧活性甲烷菌,继续发酵2个 月以生产沼气。2. 根据权利要求1所述的一种利用植物秸杆联产乙醇和沼气的工艺,其特征在于:其中 步骤(1)所述的植物秸杆为玉米秸杆、水稻秸杆、小麦秸杆、高粱秸杆、棉花秸杆。3. 根据权利要求1所述的一种利用植物秸杆联产乙醇和沼气的工艺,其特征在于:其中 步骤(1)对植物秸杆进行预处理方法为机械粉碎法,将植物秸杆粉碎成3-8mm的碎料。4. 根据权利要求1所述的一种利用植物秸杆联产乙醇和沼气的工艺,其特征在于:其中 步骤(2)中处理后的植物猜杆与碱液的固液质量比为1:15-25。5. 根据权利要求1所述的一种利用植物秸杆联产乙醇和沼气的工艺,其特征在于:其中 步骤(3)中接种的酵母菌为物料质量的0.5-2%。
【专利摘要】本发明涉及秸秆再利用领域,具体涉及一种利用植物秸秆联产乙醇和沼气的工艺,该工艺主要包括以下步骤:(1)对植物秸秆进行预处理;(2)将预处理后的植物秸秆加入碱液进行水解,将二者蒸煮;(3)蒸煮后依次加入(NH4)2SO4、CaCO3、葡萄糖固体搅拌均匀,接种酵母菌,发酵完成后将产物乙醇进行精馏;(4)将植物秸秆发酵乙醇后剩下的醪糟与醪液的混合物放入沼气池;(5)在沼气池中加入人畜粪尿和一定量的碳氨,接着再接种厌氧活性甲烷菌,继续发酵以生产沼气。本发明工艺制得的乙醇和沼气热值高,绿色环保,经济实惠,安全可靠,符合可持续发展的环保理念,而且该秸秆联产乙醇和沼气的工艺进一步提高了秸秆的利用率。
【IPC分类】C02F11/04, C12P5/02, C12P7/10
【公开号】CN105603003
【申请号】CN201610055400
【发明人】许伟平
【申请人】安徽大地节能科技有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年1月26日
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