专利名称：一种利用植物秸秆产生可燃气体的方法
技术领域：
本发明属于植物秸杆的加工处理领域，尤其是一种利用植物秸杆产生可燃气体的方法。
目前，在利用植物秸杆产生可燃气体工艺方面，主要有两种方法，一种是传统厌氧发酵工艺，为静态发酵，这种工艺十分不利于微生物厌氧菌的活跃繁殖，所以消化效果差，秸杆纤维质分解差，转化蛋白质少，同时产气量及产气率也低。另外一种是动态发酵，即利用电能让秸杆渣运动起来发酵，这种方法一方面消耗电能，投入大产出少，得不偿失，另一方面，厌氧消化器的结构也将会十分复杂，制造成本很高。
本发明的目的是提供一种制造成本低廉，发酵设备简单的利用植物秸杆产生可燃气体的方法。
本发明的技术方案是利用植物秸杆产生可燃气体的方法，通过对秸杆进行厌氧消化产生CH4可燃气体，同时对秸杆渣进行再利用，其特征是将植物秸杆碎杆在预浸池内浸泡，进行秸杆的初步软化；将软化的秸杆与沼水一起输送到厌氧消化器中，进行厌氧消化；在厌氧消化过程中，利用热平衡循环系统装置，保证厌氧消化所需要的温度要求；产生的CH4可燃气体经过脱硫、干燥程序后进行使用。
所述预浸池的水是自然水与畜禽粪便配合而成。
在开始厌氧消化之前，经过一个对秸杆碎杆的好氧消化过程。
在好氧消化过程，将消化器的上观孔打开，在厌氧消化过程中，将消化器的上观孔封闭。
所述的利用热平衡循环系统，保证厌氧消化所需要的温度要求是利用热水锅炉和换热气组成的循环系统与消化器中的沼水进行热交换，消化器的沼水通过消化器的过滤，然后通过与消化器相连的循环回水管，输送到沉降器，通过沉降器再过滤后，输送到换热器中进行热交换。
当消化器内的平均温度达到指定温度时，停止热循环，当消化器内的温度降低时，重新启动热循环过程。
所述的热水锅炉初次启动时，用煤或油作为燃料，当整体系统正常运转后，用消化器中产生的CH4气体作为燃料。
所述热水锅炉和换热器组成的循环系统，在回水管中设置了一台管道泵，强制循环，另外，在锅炉热水出口管道中加装一台电磁阀门，在换热器上端加装一只温度传感器，使管道泵与电磁阀门同步动作。
当换热器内温度降低时，传感器发出信号，开启温控开关，使电磁阀打开，同时启动管道泵，换热系统运行，当换热气器沼水温度达到设定温度时，传感器发出信号，关闭温控开关，电磁阀门与管道泵同时停止，换热系统停止工作。
本发明的技术效果是在利用植物秸杆产生可燃气体的过程中，植物秸杆不动，而是沼水流动，厌氧消化器体外加热，体内循环，达到了动态发酵的目的，而且只有一台水泵的能量消耗，制造成本也很低廉。
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的说明。
图1是本发明的技术工艺流程图。
如图所示，将自然风干植物秸杆经铡草机17压铡成2-6cm的碎杆，然后喷射到预浸池18中，碎杆在预浸池18内浸泡，进行秸杆的初步软化，浸泡时间为48-60小时，预浸池的水是自然水与畜禽粪便配合而成。
用无堵塞混气泵19将预浸池内调整过碳氮比，并将得到初步软化的秸杆与沼水一起输送到厌氧消化器7中。此时，将消化器的上观孔打开，秸杆与沼水进入消化器7后，秸杆被消化器底部的筛网14截留，并逐渐增高，直至增高与消化器中的淋水盘10-1平行，而沼水则通过筛网14及换料回水管22流回预浸池18内，最终将水位调整到消化器7筒体四分之一处为止，此时，沉降器16、换热器4已经充满沼水。达到上述状态后，便开始36-48小时的好氧消化过程。
当消化器内秸杆自然温升至66℃左右时，将消化器的上观孔封闭，开始厌氧消化。
厌氧消化开始后，消化器内温度开始降低，通过观察上温度计23及下温度计24，当消化器内温达到平均36℃时，开始启动热平衡循环系统。热平衡循环系统的工作路线是热水锅炉1经过排管式换热器4将沼水加热，用循环水泵6将沼水输送到消化器内，沼水经循环水管15流到沉降器16中。在此过程中，沼水中的大量秸杆被消化器的筛网14截留，小量秸杆渣又被沉降器16上端的隔网16-1截留，所以从沉降器16返回换热器4中的沼水基本上不含有秸杆渣。沼水吸收换热器4内排管的表面热能而被加热后，又由循环水泵6喷射到消化器内，往复循环。当消化器内的平均温度达到指定温度38℃时，停止热循环，当消化器内的温度降低35℃时，重新启动热循环过程。
所述的热水锅炉初次启动时，用煤或油作为燃料，当整体系统正常运转后，用消化器中产生的CH4气体作为燃料。
所述热水锅炉和换热器组成的循环系统，在回水管中设置了一台管道泵5，强制循环，另外，在锅炉热水出口管道中加装一台电磁阀门2，在换热器上端加装一只温度传感器3，使管道泵与电磁阀门同步动作。
当换热器内沼水温度降至36℃时，传感器3发出信号，开启温控开关，使电磁阀2打开，同时启动管道泵，换热系统运行，当换热器内沼水温度达到40℃时，传感器3发出信号，关闭温控开关，电磁阀门2与管道泵同时停止，换热系统停止工作。
消化器内产生的不可燃气体和难燃气体，通过放气阀25-1排空，放气时，应随时注意消化器内的气体压力计，当压力低于100mm水柱时，应停止放气，当压力达到500mm水柱时，可以放气。
从秸杆进入厌氧状态72小时开始，每个4小时在放气阀口外进行试点火，当可以点燃，并且不断燃烧时，应立即关闭放气阀，开始气体输出管25的阀门，将CH4气输送到气水分离、脱硫器27，然后再运行到气体干燥器28。经过干燥后的CH4气体经沼气压缩机29，压缩后输入到压力储气罐，自压力储气罐流出的气体，经过压力调整器，将压力调整到280-380mm水柱，最后经过管道输送到各个用户的灶具。
当消化器中的秸杆滞留期已达20天，自该台消化器加料后，产出的气体可持续不断的燃烧时计算，产气量明显降低，就需要更换秸杆了。
需要换料的厌氧消化器的进料阀门19-1、19-2和19-3，此时应关闭。依次关闭喷淋阀门6-1，气压平衡阀门26-1，出气阀门管25-1，循环回水管阀门15-1。依次开启换料阀门19-4、19-5、13-1、13-2、上观孔8、启动无堵塞混气泵19，将该消化器内的秸杆及水一起抽出，放至卸料池20，该池上半部设有活动铝合金筛网21，发酵后的秸杆留在网上，而沼水则留在池内，该池底部有钢管与预浸池18相同，并有阀门控制。
卸出的秸杆渣用活动筛网21倒至风干凉晒区(或风干室)，干燥后便可粉碎成粉，作为饲料的填加物和有机复合肥的基础原料。
权利要求
1.一种利用植物秸杆产生可燃气体的方法，通过对秸杆进行厌氧消化产生CH4可燃气体，同时对秸杆渣进行再利用，其特征是将植物秸杆碎杆在预浸池内浸泡，进行秸杆的初步软化；将软化的秸杆与沼水一起输送到厌氧消化器中，进行厌氧消化；在厌氧消化过程中，利用热平衡循环系统装置，保证厌氧消化所需要的温度要求；产生的CH4可燃气体经过脱硫、干燥程序后进行使用。
2.根据权利要求1所述的利用植物秸杆产生可燃气体的方法，其特征是预浸池的水是自然水与畜禽粪便配合而成。
3.根据权利要求2所述的利用植物秸杆产生可燃气体的方法，其特征是在开始厌氧消化之前，经过一个对秸杆碎杆的好氧消化过程。
4.根据权利要求3所述的利用植物秸杆产生可燃气体的方法，其特征是在好氧消化过程，将消化器的上观孔打开，在厌氧消化过程中，将消化器的上观孔封闭。
5.根据权利要求4所述的利用植物秸杆产生可燃气体的方法，其特征是所述的利用热平衡循环系统，保证厌氧消化所需要的温度要求是利用热水锅炉和换热器组成的循环系统与消化器中的沼水进行热交换，消化器的沼水通过消化器的过滤，然后通过与消化器相连的循环回水管，输送到沉降器，通过沉降器再过滤后，输送到换热器中进行热交换。
6.根据权利要求5所述的利用植物秸杆产生可燃气体的方法，其特征是当消化器内的平均温度达到指定温度时，停止热循环，当消化器内的温度降低时，重新启动热循环过程。
7.根据权利要求6所述的利用植物秸杆产生可燃气体的方法，其特征是所述的热水锅炉初次启动时，用煤或油作为燃料，当整体系统正常运转后，用消化器中产生的CH4气体作为燃料。
8.根据权利要求7所述的利用植物秸杆产生可燃气体的方法，其特征是所述热水锅炉和换热器组成的循环系统，在回水管中设置了一台管道泵，强制循环，另外，在锅炉热水出口管道中加装一台电磁阀门，在换热器上端加装一只温度传感器，使管道泵与电磁阀门同步动作。
9.根据权利要求8所述的利用植物秸杆产生可燃气体的方法，其特征是当换热器内温度降低时，传感器发出信号，开启温控开关，使电磁阀打开，同时启动管道泵，换热系统运行，当换热器内沼水温度达到设定温度时，传感器发出信号，关闭温控开关，电磁阀门与管道泵同时停止，换热系统停止工作。
全文摘要
本发明公开了一种利用植物秸秆产生可燃气体的方法,通过对秸秆进行厌氧消化产生CH4可燃气体,同时对秸秆渣进行再利用,其特征是将植物秸秆碎杆在预浸池内浸泡,进行秸秆的初步软化;将软化的秸秆与沼水一起输送到厌氧消化器中,进行厌氧消化;在厌氧消化过程中,利用热平衡循环系统装置,保证厌氧消化所需要的温度要求;产生的CH4可燃气体经过脱硫、干燥程序后进行使用,达到了动态发酵的目的,而且制造成本也很低廉。
文档编号C10B53/02GK1381548SQ0111536
公开日2002年11月27日 申请日期2001年4月23日 优先权日2001年4月23日
发明者张汝昆, 张建春, 赵化平 申请人:张汝昆, 张建春