一種秸稈高效制沼氣的方法技術

本發明專利技術涉及一種秸稈高效制沼氣的方法。利用含有一定濃度金屬鹽催化劑的水溶液，通過浸泡使得秸稈中的一部分可溶和易溶的有機物由固相轉移到液相，固液混合物進入固液分離機或板框壓濾機進行壓榨，使得固體與液體分開，將得到的液體進行厭氧發酵制沼氣，固體殘渣可視需求進行堆肥或烘干焚燒。本發明專利技術避免了直接利用秸稈發酵時，發酵效率低，沼渣、沼液利用率低等難題。此方法將秸稈中的用于發酵的大部分組分溶解到液體中直接發酵，而經過壓榨出的固體殘渣并未浪費，而是用于堆肥或者焚燒取其熱量。提高了秸稈的利用率，增加了產氣率,也解決了燃燒秸稈造成的環境污染。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于新能源
，具體涉及一種秸桿高效制沼氣的方法。
技術介紹
隨著社會的不斷發展，石油，煤炭等不可再生資源，供應日益緊張，環境壓力日益沉重。因此尋找新的可再生資源迫在眉睫。在眾多可再生資源中，生物質資源由于其貯存量豐富、環境友好等優點，已被普遍認為是解決未來能源危機的根本途徑之一。我國是一個農業大國，作物秸桿的年產量非常巨大，據統計每年秸桿產量約7億多噸，蘊含著豐富的能量及大量的營養物污染，如何科學高效的利用這一龐大的可再生資源已成為一個迫切需要解決質，而目前的秸桿利用率33 %，其余大部分只是作為燃料等直接利用，很多就地焚燒對環境造成了嚴重的的問題。利用秸桿制備沼氣，充分響應了國家“不與人爭糧”的發展戰略，開發前景非常廣闊。現有的秸桿制沼氣的方法將秸桿與水混合后直接用于微生物降解，由于固態秸桿與微生物接觸面積小而不利于微生物的直接利用分解，故而效率較低。急需要改良工藝來避免直接利用秸桿發酵造成的發酵效率不高，沼渣、沼液利用率低等難題，從而提高秸桿制沼氣的效率與秸桿的利用率。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種秸桿高效制沼氣的方法，利用含有一定濃度金屬鹽催化劑的水溶液，通過浸泡使得秸桿中的一部分可溶和易溶的有機物由固相轉移到液相，固液混合物進入固液分離機或板框壓濾機進行壓榨，使得固體與液體分開，將得到的液體進行厭氧發酵制沼氣，固體殘渣可視需求進行堆肥或烘干焚燒。本專利技術將通過混合、浸泡、壓榨等工藝將固體秸桿中可以用于發酵的組分提取到液相中，然后用液體發酵工藝，便于微生物的直接利用分解，大大提高了秸桿制沼氣的效率。為實現上述專利技術目的，本專利技術采用如下技術方案:—種秸桿高效制沼氣的方法，利用含有金屬鹽催化劑的水溶液，通過浸泡使得秸桿中可溶和易溶的有機物由固相轉移到液相，固液混合物進行固液分離，將得到的液體進行厭氧發酵制沼氣，固體殘渣進行堆肥或烘干焚燒。上述秸桿與含有金屬鹽催化劑的水溶液質量比為1:10?100。上述金屬鹽催化劑分別為鐵鹽、鈷鹽或鎳鹽的一種或幾種的組合，金屬離子的濃度達到 0.05-0.5mol/Lo上述秸桿與含有催化劑的水溶液混合均勻，在有0-100r/min攪拌的條件下浸泡l-8ho上述固液分離用固液分離機或板框壓濾機進行壓榨，將固體與液體分開。上述厭氧發酵制沼氣利用液相厭氧反應器進行厭氧發酵制沼氣。上述秸桿為粉碎成0.5-2cm的新鮮秸桿、風干秸桿或青貯秸桿中的一種或幾種的混合物。上述金屬鹽催化劑的水溶液溫度為60-100°C。由于采用如上所述的技術方案，本專利技術具有如下優越性:本專利技術的一種秸桿高效制沼氣的方法，通過混合、浸泡工序，利用含有一定濃度金屬鹽催化劑的水溶液，使秸桿中的一部分可溶和易溶的有機物由固相轉移到液相，壓榨后將得到的液體進行厭氧發酵制沼氣，從而提高了秸桿制沼氣的產氣率。本專利技術的一種秸桿高效制沼氣的方法，避免了直接利用秸桿發酵時，發酵效率低，沼渣、沼液利用率低等難題。此方法將秸桿中的用于發酵的大部分組分溶解到液體中直接發酵，而經過壓榨出的固體殘渣并未浪費，而是用于堆肥或者焚燒取其熱量。提高了秸桿的利用率，增加了產氣率，也解決了燃燒秸桿造成的環境污染。【附圖說明】圖1是一種秸桿高效制沼氣的方法的工藝流程圖。其中:1.混合工序，2.浸泡工序，3.壓榨工序，4.厭氧產沼氣(發酵工序)，5.堆肥或焚燒。【具體實施方式】實施例的一種秸桿高效制沼氣的方法，采用如下步驟:(1)將秸桿與含有金屬鹽催化劑的水溶液按質量比為1:10?100的比例進行混合，其中水溶液中催化劑分別為鐵鹽、鈷鹽和鎳鹽的一種或幾種的組合，加入量使每種金屬離子的濃度達到0.05-0.5mol/L ；(2)待秸桿與含有催化劑的水溶液混合均勻后，在有0-100r/min攪拌的條件下浸泡 l-8h ；(3)待浸泡工序完成后直接將固液混合物進入固液分離機或板框壓濾機進行壓榨，將固體與液體分開；(4)將壓榨工藝得到的液體利用現有的液相厭氧反應器進行厭氧發酵制沼氣。固體殘渣可視需求進行堆肥或焚燒；步驟(1)所述的秸桿為粉碎成0.5-2cm的新鮮秸桿、風干秸桿或青貯秸桿中的一種或幾種的混合物。步驟(1)所述的水的溫度為60_100°C。下面將結合典型實施例對本專利技術作進一步詳述。實施例1取10kg新鮮秸桿，利用粉碎機粉碎成0.5cm的秸桿顆粒，然后向秸桿顆粒中加入1000kg，60°C的含有0.05mol/L氯化鈷的水溶液，混合均勻，在無攪拌的條件下浸泡8h。完成后，固液混合物進入固液分離機進行壓榨，將固體與液體分開。壓榨工藝得到的液體C0D&達到50000mg/L，將其利用UASB高效厭氧反應器進行厭氧發酵制沼氣，可以達到每噸秸桿干物質產生400m3沼氣的產率，固體殘渣進行堆肥。實施例2取20kg風干的秸桿，利用粉碎機粉碎成1.0cm的秸桿顆粒，然后向秸桿顆粒中加入1000kg，80°C的含有0.25mol/L氯化鐵，0.25mol/L氯化鈷的水溶液，混合均勻，在50r/min攪拌的條件下浸泡4h。完成后，固液混合物進入板框壓濾機進行壓榨，將固體與液體分開。壓榨工藝得到的液體C0D&達到35000mg/L，將其利用UASB高效厭氧反應器進行厭氧發酵制沼氣，可以達到每噸秸稈干物質產生200m3的沼氣的產率，固體殘渣進行焚/9ti ο實施例3取100kg新鮮秸桿、風干的秸桿與青貯的秸桿的混合物，利用粉碎機粉碎成2.0cm的秸桿顆粒，然后向秸桿顆粒中加入1000kg，100°C的含有氯化鐵、氯化鈷和氯化鎳的濃度均為0.5mol/L的水溶液，混合均勾，在100r/min攪拌的條件下浸泡lh攪拌。完成后，固液混合物進入固液分離機進行壓榨，將固體與液體分開。壓榨工藝得到的液體C0D&達到43000mg/L，將其利用EGSB高效厭氧反應器進行厭氧發酵制沼氣，可以達到每噸秸桿干物質產生320m3的沼氣的產率，固體殘渣進行堆肥。【主權項】1.一種秸桿高效制沼氣的方法，其特征是利用含有金屬鹽催化劑的水溶液，通過浸泡使得秸桿中可溶和易溶的有機物由固相轉移到液相，固液混合物進行固液分離，將得到的液體進行厭氧發酵制沼氣，固體殘渣進行堆肥或烘干焚燒。2.如權利要求1所述的方法，其特征是秸桿與含有金屬鹽催化劑的水溶液質量比為1:10 ?100。3.如權利要求1所述的方法，其特征是金屬鹽催化劑分別為鐵鹽、鈷鹽或鎳鹽的一種或幾種的組合，金屬離子的濃度達到0.05-0.5mol/Lo4.如權利要求1所述的方法，其特征是秸桿與含有催化劑的水溶液混合均勻，在有0-100r/min攪拌的條件下浸泡l_8h。5.如權利要求1所述的方法，其特征是固液分離用固液分離機或板框壓濾機進行壓榨，將固體與液體分開。6.如權利要求1所述的方法，其特征是厭氧發酵制沼氣利用液相厭氧反應器進行厭氧發酵制沼氣。7.如權利要求1所述的方法，其特征是秸桿為粉碎成0.5-2cm的新鮮秸桿、風干秸桿或青貯秸桿中的一種或幾種的混合物。8.如權利要求1所述的方法，其特征是金屬鹽催化劑的水溶液溫度為60-100°C。【專利摘要】本專利技術涉及。利用含有一定濃度金屬鹽催化劑的水溶液，通過浸泡使得秸稈中的一部分可溶和易溶的有機物由固相轉移到液相，固液混合物進入固本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種秸稈高效制沼氣的方法，其特征是利用含有金屬鹽催化劑的水溶液，通過浸泡使得秸稈中可溶和易溶的有機物由固相轉移到液相，固液混合物進行固液分離，將得到的液體進行厭氧發酵制沼氣，固體殘渣進行堆肥或烘干焚燒。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：呂學斌，鄭旭靜，古小超，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：發明
國別省市：天津;12