[发明专利]一种生物质气化与厌氧发酵复合的燃料乙醇生产系统

说明书

本发明涉及一种生物质气化与厌氧发酵复合的燃料乙醇生产系统。包括生物质气化炉、气化气冷凝塔、温度调节水箱、脱氧罐、储气柜、旋转圆盘式气化气发酵器、乙醇冷凝器、缸套水热交换器，系统电器设备整体由PLC系统控制；生物质气化炉通过气化气冷凝塔与脱氧罐相连，温度调节水箱分别与气化气冷凝塔的缸套水热交换器Ⅰ、旋转圆盘式气化气发酵器的缸套水热交换器Ⅱ相连；脱氧罐通过储气柜依次与旋转圆盘式气化气发酵器、乙醇冷凝器相连，储气柜的另一支路直接与乙醇冷凝器相连。

技术领域：

本发明属于生物质废弃物能源化利用领域，是一种将木质纤维类原料进行热解气化和厌氧发酵相结合，进行热解气化的热能利用，并通过设计的气化气发酵装置进行燃料乙醇的生产的系统。更具体地说，是涉及一种生物质气化与厌氧发酵复合的燃料乙醇生产系统。

背景技术：

木质纤维类有机废弃物作为我国产量巨大的农业废料，面临着合理、快速及资源化利用的技术问题。当前针对木质纤维原料的能源化利用技术主要包括，固化成型、热解气化、沼气发酵和乙醇生产，而这些技术在不同的条件下均存在一定的弊端，如固化成型能耗高、热解气化气热值低、沼气发酵处理缓慢、乙醇发酵成本高等问题。因此，将技术进行合理的整合创新，提高木质纤维能源转化效率，降低处理过程的能耗及成本，是解决一些地区生物质废弃物处置和清洁能源利用的有效途径，具有一定的实际意义。

发明内容：

本发明就是针对上述问题，基于生物质热解气化过程的高效性和燃料乙醇的高值化优点，实现生物质气化过程的高效热利用与气化气发酵生产燃料乙醇相结合，提供了一种生物质气化与厌氧发酵复合的燃料乙醇生产系统。

为了实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明将生物质气化热解系统与乙醇发酵提纯装置相结合，形成一种高效率节能的热循环加热与气体循环发酵的复合系统，进而达到乙醇发酵系统和燃料乙醇生产的目的。

一种生物质气化与厌氧发酵复合的燃料乙醇生产系统，包括生物质气化炉、气化气冷凝塔、温度调节水箱、脱氧罐、储气柜、旋转圆盘式气化气发酵器、乙醇冷凝器、缸套水热交换器，系统电器设备整体由PLC系统控制；

生物质气化炉通过气化气冷凝塔与脱氧罐相连，温度调节水箱分别与气化气冷凝塔的缸套水热交换器Ⅰ、旋转圆盘式气化气发酵器的缸套水热交换器Ⅱ相连；脱氧罐通过储气柜依次与旋转圆盘式气化气发酵器、乙醇冷凝器相连，储气柜的另一支路直接与乙醇冷凝器相连；

储气柜与旋转圆盘式气化气发酵器间设置了气体循环泵Ⅰ，乙醇冷凝器与储气柜间设置了气体循环泵Ⅱ；气化气冷凝塔、旋转圆盘式气化气发酵器、温度调节水箱上均设置了温度传感器，PLC控制系统通过温度传感器的温度数值，控制电动水泵进行温度调节。

所述的气化气冷凝塔外层的缸套水热交换器Ⅰ内热水通过电动水泵Ⅲ输入到温度调节水箱，温度调节水箱通过电动水泵Ⅱ将热水输入到旋转圆盘式气化气发酵器的外套保温缸套中；以实现气化气的热量交换和旋转圆盘式气化气发酵器的增温保温；

PLC控制系统根据旋转圆盘式气化气发酵器上的温度传感器Ⅰ、和温度调节水箱上的温度传感器Ⅱ、气化气冷凝塔上的温度传感器Ⅲ的温度数值，通过电动水泵进行温度调节，温度传感器Ⅰ的温度控制范围为33～37℃，温度传感器Ⅱ和温度传感器Ⅲ的控温范围为65～75℃。

所述的旋转圆盘式气化气发酵器中，发酵液不超过反应器容积的1/2，旋转圆盘式气化气发酵器进气口处于发酵器内发酵液面的上方，发酵器内的树脂圆盘材料对气化气进行吸收和反应；

从旋转圆盘式气化气发酵器循环出去的未发酵气体带走发酵液面上的乙醇气体，混合气体经过乙醇冷凝器后将乙醇以液态形式留存在内，剩余气体通过气体循环泵Ⅱ重新进入储气柜进行下一轮发酵循环。