的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及沼气工程与0)2吸收分离一体化的技术领域，具体地指一种以沼液和秸杆水解液制备氨基酸及分离CO2的系统。
技术背景
[0002]目前沼气、垃圾填埋气和生物质热解气等富CO2气体中0)2分离技术主要有化学吸收法、物理吸附法、膜分离技术等，其中技术最成熟、工程应用最广泛的是化学吸收法。CO2化学吸收法具有CO2分离效率高、分离过程中目标气体损失少等优点。如分离沼气中的CO 2时以CH4为目标气体，具有对气体分压适应性广、操作简单和商业应用广等优点，是近期可以大规模推广应用的技术之一。但传统化学吸收技术存在CO2分离成本过高及环境风险较大等关键瓶颈亟待解决。CO2化学分离成本高，主要归因于常规吸收剂高CO 2反应速率与低再生能耗特性不能完美匹配，从而导致吸收剂富CO2溶液再生热耗巨大或系统投资巨大。同时，吸收剂在循环运行中存在挥发、降解、夹带等问题，从而造成吸收剂的补充量大，且挥发的吸收剂和降解产物处理不当也易造成对人体健康与环境的威胁。
[0003]为解决此问题，满足“低降解、低再生能耗、高CO2吸收速率和高CO 2携带能力”的新型单一吸收剂或混合吸收剂成为目前的研究重点。在众多吸收剂中，由氨基酸与强碱中和反应而生成的AAS(Amino acid salt，氨基酸盐吸收剂)值得重视。氨基酸盐吸收剂分子结构中拥有与传统有机胺相同的氨基官能团，其CO2吸收能力可与有机胺相比，甚至更高。同时，氨基酸盐吸收剂的离子特性使其具有零蒸气分压及抗氧化降解等特性，因而其挥发损失和氧化降解损失可忽略不计。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，处理处置容易，环境风险小。因此，氨基酸盐吸收剂被称为绿色吸收剂或环境友好型吸收剂，可用于解决目前0)2化学吸收法工艺中存在的高吸收剂损失及环境威胁较大等难题。但是，在0)2吸收-再生循环工艺中，氨基酸盐吸收剂依然需要采用热再生工艺，因而其能耗与传统有机胺吸收剂相当、甚至更高。如果仅仅采用氨基酸盐吸收剂来替换传统有机胺吸收剂，依然不能解决CO2再生能耗高的问题。由于氨基酸盐吸收剂具有优异的生物降解特性，处理处置容易，如果能在使用氨基酸盐吸收剂的基础上，将能耗巨大的再生过程摒弃，将0)2吸收-再生工艺简化为仅存在CO 2吸收过程的单流程工艺，并将生成的富CO 2吸收剂溶液与沼气工程中产生的沼液按比例混合后应用于农业生产，促进农林作物或植物生长发育，将CO2固化在植物机体或土壤中，势必会大幅降低CO 2分离成本，同时亦可实现CO2的低成本储存与应用。显然，基于氨基酸盐吸收剂的CO2吸收单循环工艺需要解决的主要瓶颈为氨基酸的来源，需要满足低价、量广的基本要求。
[0004]尽管目前氨基酸生产工艺已经比较成熟，但大多采用微生物发酵方式直接生产单一型氨基酸，原料成本较高，过程控制较严格。如果将氨基酸应用到0)2吸收单循环工艺中，势必会造成氨基酸的供不应求，同时还将造成0)2吸收成本的大幅上升。因此，如能以有机废弃物作为发酵底物制备廉价的复合型氨基酸，不仅可以实现基于氨基酸盐吸收剂的CO2吸收单循环工艺，同时可以减少相关废弃物随意排放所造成的环境污染风险。在传统发酵型氨基酸生产工艺中，微生物生长所必需的碳源和氮源添加成本较高，如使用葡萄糖作为碳源、豆柏作为氮源等。沼液是沼气发酵过程中产生的一种高氨氮、高COD (ChemicalOxygen Demand,化学需氧量)的废液，尽管其可以作为肥料饶灌农作物，但大量的过剩沼液成为难以处理的废弃物，极易造成环境的二次污染。沼液中的氨氮能够作为假丝酵母菌生长的氮源，而秸杆水解液中高浓度葡萄糖可为其生长提供碳源，利用两种废弃物进行发酵，理论上在得到廉价氨基酸的同时，还可降低沼液中大部分氨氮，使之更容易处理或应用于农业生产。
[0005]因此，需要开发一种以沼液和秸杆水解液制备氨基酸及分离C02的系统，该系统能通过沼液和秸杆水解液发酵，得到廉价的可再生复合氨基酸，并将复合氨基酸作为0)2化学吸收剂进行单循环0)2吸收应用，大部分吸收富液与发酵后的低氨氮沼液混合可直接用于农业应用或抛弃。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的就是要提供一种以沼液和秸杆水解液制备氨基酸及分离C02的系统。该系统利用秸杆水解液和沼液进行假丝酵母菌发酵，酵母水解后得到复合氨基酸，复合氨基酸再通过Κ0Η(氢氧化钾)中和后生成相对廉价的复合氨基酸盐，并将其应用于CO2吸收分离，将富CO 2氨基酸盐溶液与发酵后沼液按一定比例混合应用于农业生产，有效规避了传统化学吸收剂降解损失量大、再生能耗高等弊端。同时去除了沼液中大部分氨氮，提高沼液中营养成份含量，使沼液更容易处理和应用，达到在能源与环境两方面双赢的效果O
[0007]为实现此目的，本实用新型所设计的以沼液和秸杆水解液制备氨基酸及分离CO2的系统，其特征在于:包括沼气工程发酵设备、沼液沉淀设备、沼液离心设备、搅拌发酵设备、第一过滤器、秸杆糖化反应设备、秸杆水洗设备、秸杆预处理反应器、悬浊发酵液离心设备、沼液储液罐、酵母水解反应器、第二过滤器、酵母水解液浓缩设备、氨基酸盐反应器、CO2吸收设备、三通阀、富液解吸设备、提纯气储气罐，它还包括第一输送栗、第二输送栗、第三输送栗、热交换器、第四输送栗，其中，沼气工程发酵设备的新鲜沼液出口连接沼液沉淀设备的新鲜沼液入口，沼液沉淀设备的沼液出口通过第一输送栗连接沼液离心设备的沼液入口，沼液离心设备的上清液出口连接搅拌发酵设备的上清液入口，搅拌发酵设备还设有假丝酵母菌入口 ；秸杆预处理反应器设有第一秸杆出口、第一秸杆入口、NaOH溶液入口，秸杆预处理反应器的第一秸杆出口连接秸杆水洗设备的第二秸杆入口，秸杆水洗设备的第二秸杆出口连接秸杆糖化反应设备的第三秸杆入口，秸杆糖化反应设备还设有纤维素酶、缓冲溶液入口，秸杆糖化反应设备的秸杆糖化液出口连接第一过滤器的秸杆糖化液入口，第一过滤器的秸杆糖化滤液出口连接搅拌发酵设备的秸杆糖化滤液入口，搅拌发酵设备的发酵液出口通过第二输送栗连接悬浊发酵液离心设备的发酵液入口，悬浊发酵液离心设备的低氨氮沼液出口连接沼液储液罐的低氨氮沼液入口 ；悬浊发酵液离心设备的酵母泥出口连接酵母水解反应器的酵母泥入口，酵母水解反应器还设有木瓜蛋白酶、缓冲溶液及诱导剂入口，酵母水解反应器的酵母水解液出口连接第二过滤器的酵母水解液入口，第二过滤器的酵母水解滤液出口连接酵母水解液浓缩设备的酵母水解滤液入口，酵母水解液浓缩设备的复合氨基酸出口连接氨基酸盐反应器的复合氨基酸入口，氨基酸盐反应器还设有KOH溶液入口，氨基酸盐反应器的复合氨基酸盐溶液出口连接CO2吸收设备的复合氨基酸盐溶液入口，0)2吸收设备还设有富碳气体入口、提纯气出口，CO 2吸收设备的提纯气出口连接提纯气储气罐的提纯气入口 ；co2吸收设备的富液出口通过第三输送栗连接三通阀的第一接口，三通阀的第二接口连接沼液储液罐的第一富液入口，沼液储液罐还设有第一富液出口 ；三通阀的第三接口连接热交换器的低温富液入口，热交换器的高温富液出口连接富液解吸设备的第二富液入口，富液解吸设备还设有加热器、空气入口、富碳气体出口，富液解吸设备的高温贫液出口连接热交换器的高温贫液入口，热交换器的低温贫液出口通过第四输送栗连接氨基酸盐反应器的复合氨基酸盐出口与0)2吸收设备的氨基酸盐入口之间的输送管路。
[0008]上述技术方案中，所述沼液沉淀设备的沼液出口与沼液离心设备的沼液入口之间的管路内设有第一流量计和第一输送栗，所述沼液离心设备的上清液出口与搅拌发酵设备的上清液入口之间的管路内设有第二流量计，第一过滤器的秸杆糖化滤液出口与搅拌发酵设备的秸杆糖化滤液入口之间的管路内设有第三流量计，秸杆糖化反应设备的纤维素酶、缓冲溶液入口处设有第四流量计，秸杆预处理反应器的NaOH溶液入口处设有第五流量计，搅拌发酵设备的发酵液出口与悬浊发酵液离心设备的发酵液入口之间的管路内设有第二输送栗和第六流量计，悬浊发酵液离心设备的酵母泥出口与酵母水解反应器的酵母泥入口之间的管路内设有质量传感器，酵母水解液浓缩设备的复合氨基酸出口与氨基酸盐反应器的复合氨基酸入口之间的管路内设有氨基酸浓度传感器，氨基酸盐反应器的KOH溶液入口处设有第七流量计，氨基酸盐反应器的复合氨基酸盐溶液出口与CO2吸收设备的复合氨基酸盐溶液入口之间的管路内设有第八流量计，0)2吸收设备的富碳气体入口处设有第一 CO2浓度传感器，CO2吸收设备的富液出口与三通阀的第一接口之间的管路内设有第九流量计和第三输送栗，三通阀的第二接口与沼液储液罐的第一富液入口之间的管路内设有第十流量计，三通阀的第三接口与热交换器的低温富液入口之间设有第i^一流量计，热交换器的高温富液出口与富液解吸设备的第二富液入口之间的管路内设有温度传感器，富液解吸设备的富碳气体出口处设有第二 CO2浓度传感器，富液解吸设备的空气入口处设有第十二流量计。
[0009]本实用新型的有益效果为:
[0010]1、本实用新型以有机质厌氧发酵所产生的低成本沼