[发明专利]一种秸秆厌氧发酵制取沼气的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及制取沼气的生产工艺，尤其涉及利用秸秆发酵制取沼气的生产工艺。

背景技术

目前国内制取沼气的企业生产工艺中，普遍存在着TS浓度低，进料慢、排渣堵塞、温度不稳定、发酵不充分的情况。在传统的沼气制取企业中，目前运行的禽兽粪便、餐厨垃圾处理工艺TS浓度仅为7-9%。冬季温度低的时候，单靠太阳能加热达不到要求时，沼气生产企业多采用锅炉加热增温的办法，增加了成本，造成了污染，效果不理想，达不到国家环保标准要求。部分企业因此无法继续经营，出现停产和破产。如河南洛阳某县的生物燃气工程，由于解决不了恒温发酵和排渣堵塞问题而导致破产。在当前资源匮乏、环境污染日益严重、国家保护环境的政策收紧的形势下，制取沼气的生产工艺方面，如何实现自动上料、恒温发酵、节能减排的发展方向，成为利用农作物秸秆发酵制取沼气领域的重点攻关课题。

发明内容

本发明的目的，就是提供一种设计合理、操作安全方便、自动化程度高的制取沼气的生产工艺，减轻劳动强度，提高生产效率，节约成本，节能减排，保护环境，实现均衡持续生产沼气，提高经济社会效益。

本发明的任务是以如下方式完成的：研究设计一种秸秆厌氧发酵制取沼气的生产工艺，由主要设备和辅助设备连接组成沼气生产线，主要设备包括上料罐、浮筒液位计、厌氧罐、凝水器、干燥器、脱硫器、沼气柜，辅助设备包括太阳能集热器、中间热水罐、循环泵、空气源热泵，主要设备通过送料输气管路连接，上料罐通过上料管与厌氧罐连接，厌氧罐通过回流管与浮筒液位器连接，浮筒液位器底部通过输液管与上料罐连接，厌氧罐、凝水器、干燥器、脱硫器、沼气柜之间由输气管路连接，上料管装设上料阀，厌氧罐通过输气管连接凝水器，输气管上装设取样阀、压力表、流量计、压力变送器、排空阀；凝水器通过凝水气管连接干燥器，干燥器通过干燥气管连接脱硫器，脱硫器通过沼气管连接气柜，各个输气管路上均装设阀门和压力表；辅助设备通过输水管路连接，构成循环水路，连接厌氧罐，太阳能集热器通过太阳能热水管连接中间热水罐，中间热水罐通过热源水管连接空气源热泵，中间热水罐连接供水管，厌氧罐上设有喷射冲击水管套，喷射冲击水管套与供水管接通，中间热水罐通过热水管和回水管连接厌氧罐的加温水套，热水管的管路连接厌氧罐补水管，厌氧罐补水管上设置补水阀、供水管上装设供水阀、太阳能热水管上装设太阳能热水阀、回水管上装设回水阀；主要设备和辅助设备以及各个阀门、仪表分别通过信号线连接电气柜，电气柜通过信号缆连接计算机，计算机根据收集的信号，按照预先设定的程序，调节控制主要设备和辅助设备及各个阀门、仪表工作，保证生产线正常运行，经过进料发酵工序、降解排渣工序、干燥脱硫工序的各个工艺过程，制取沼气，通过沼气管输入气柜。

进料发酵工序的工艺过程是：上料罐将进料管输入的秸秆碎料和浮筒液位计通过输液管输入的沼液进行搅拌，混合均匀，上料罐通过上料管连接厌氧罐,上料管上装设上料阀，上料管采用密闭的气动输料结构，将上料罐中经过搅拌混合均匀的秸秆料液输送到厌氧罐中，进行发酵处理；厌氧罐连接厌氧罐补水管，厌氧罐补水管上装设补水阀，根据需要开启补水阀向厌氧罐内进行补水，秸秆料液按照体积计算固体占液体的25-35%；厌氧罐内设有温度计和液位计,厌氧罐内的秸秆料液达到液位计的下限位置时,开启上料阀，上料罐中混合均匀的秸秆料液通过上料管输送到厌氧罐中，秸秆料液达到厌氧罐内的液位计的上限位置时,关闭上料阀，开启进料阀，通过进料管向上料罐中输进秸秆碎料，开启回流阀，厌氧罐中发酵后的沼液回流到浮筒液位计中，通过输液管 向上料罐中输入沼液，开启上料罐中的搅拌器进行搅拌，形成秸秆料液，待厌氧罐内的秸秆料液达到液位计的下限位置时,开启上料阀，向厌氧罐中输入秸秆料液，循环进行，中间热水罐通过热水管向厌氧罐的加温水套中输入热水循环，使厌氧罐内的秸秆稀料发酵温度保持在摄氏29-38度。

降解排渣工序的工艺过程是：厌氧罐内部采用循环冲击沼液的方式，喷射冲击水管套环绕厌氧罐一圈设置连接的若干喷头伸入厌氧罐内，向沼液发酵层喷射水流进行冲击，将降解发酵后的料渣强制冲击下沉到厌氧罐底部，采用多点虹吸方式进行排渣，厌氧罐内部底面设置若干排渣管，连通厌氧罐下部开设的出渣口，将料渣虹吸进入排渣管，通过出渣口排出厌氧罐外边。

干燥脱硫工序的工艺过程是：将厌氧罐中经过发酵产生的混合气体通过输气管送到凝水器中，凝水器进行水气分离处理，经过水气分离处理后的湿润气体通过凝水气管输入干燥器中，干燥器进行脱水干燥，经过脱水干燥后的干燥气体通过干燥气管输送到脱硫器中，脱硫器进行脱硫，经过脱硫后的沼气通过沼气管输送到气柜中。