[发明专利]一种利用植物秸秆联产乙醇和沼气的工艺

说明书

技术领域

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。

背景技术

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。

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。

我国是一个农业大国，作物秸秆的年产量非常巨大，据统计，目前的秸秆利用率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。

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COD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

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秆联产乙醇和沼气 的工艺。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

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质量分数为0.01％-0.04％的碱液进行水解，将二者 混合在120-135℃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)2SO4、CaCO3、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℃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，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，能够加速植物秸秆的发酵过程， 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 生物对秸秆的的分解，接着再接种厌氧活性甲烷菌，继续发酵2个月以生产沼气。

优选的，步骤(1)所述的植物秸秆为玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆、高粱秸秆、 棉花秸秆。

优选的，步骤(1)对植物秸秆进行预处理方法为机械粉碎法，将植物秸秆粉碎成3-8mm 的碎料。

优选的，步骤(2)中处理后的植物秸秆与碱液的固液质量比为l：15-25。

优选的，步骤(3)中接种的降解菌为物料质量的0.5-2％。

本发明所具有的有益效果是：

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，而且该秸秆联产乙醇和沼气的工艺进一步提高了秸秆 的利用率。

具体实施方式

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。

实施例1

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质量分数为0.01％的碱液进行水解，将二者混合在 120℃温度下蒸煮140min；

(3)蒸煮后往步骤(2)中所得的物料中依次加入(NH4)2SO4、CaCO3、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℃微氧环境下发酵15h， 发酵完成后将产物乙醇进行精馏；