[发明专利]一种利用秸秆生产甲烷气和木质素等的方法及装置

权利要求书

1.一种利用秸秆生产甲烷气和木质素的方法，其特征在于包括以下步骤：

首先对秸秆依次进行除杂和粉碎处理，得到秸秆粉；然后将所述秸秆粉送进水解设备，在秸秆水解酶的作用下控制水解程度，使得半纤维素全部水解，纤维素水解20％-100％，得到秸秆水解液和下层木质素浆液的混合物；分离所述混合物并将所述水解液送进厌氧发酵池进行发酵，得到粗甲烷气；并及时将所述木质素浆液排出所述水解设备，经过滤、干燥得到木质素粉末，

其中所述秸秆水解酶是多组分酶系，包括质量比为1：1.2-10：0.8-5：1.5-8的外切β葡聚糖酶、内切β葡聚糖酶、β葡萄糖苷酶以及木聚糖酶；所述水解酶的培养物中添加有质量分数为2-15％的诱导物激活剂，包括槐糖、乳糖、醋酸酯及表面活性剂；使用时水解酶内添加有质量分数为2-15％的发酵剂，

当外切β葡聚糖酶、内切β葡聚糖酶、β葡萄糖苷酶、木聚糖酶的比例范围为1.0：1.2-3.0：0.8-2.5：1.5-2.5时，所述木质素粉末中纤维素含量超过85％，此时将混有纤维素的木质素加工成可降解农用地膜、可降解塑料袋；当外切β葡聚糖酶、内切β葡聚糖酶、β葡萄糖苷酶、木聚糖酶的比例范围为1.0：7.0-10：3.5-5：5.0-8.0时，所述木质素粉末中纤维素含量小于15％，此时将所述木质素粉末加工成家具材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述水解设备为3-4台连续串联的水解罐，操作温度为30-50℃，操作压力微正压，pH值为4.0-5.5，所述水解罐中加入质量比为100：5-40：200-800的秸秆、水解酶、水解水，水解时间为0.5-5小时。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述粉碎包括机械切碎和气爆粉碎，机械切碎后所述秸秆的长度为2-15cm；所述气爆粉碎在气爆装置中进行，气爆压力为1.0MPa-2.0MPa，气爆时间为40-120秒。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述混合物的分离方式为真空吸滤和板框过滤结合；所述木质素浆液过滤后得到的液体被送入所述厌氧发酵池，得到固体沉淀被送入干燥装置。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于所述厌氧发酵池被通入污泥含量5-10％wt的生活污水，池内温度为30-55℃，厌氧反应周期为15-25天。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述粗甲烷被送入吸附净化器，得到甲烷含量超过95％的天然气。

7.一种利用秸秆生产甲烷气和木质素的装置，其特征在于包括水解设备、厌氧发酵池和木质素浆过滤器，所述水解设备中分别通入秸秆粉、水解酶和水解水，其出口一路连接通向所述厌氧发酵池的第一真空泵，另一路连接所述木质素浆过滤器；所述木质素浆过滤器的出口一路连接木质素深加工装置，另一路连接通向所述厌氧发酵池的第二真空泵，

其中所述水解酶是多组分酶系，包括质量比为1：1.2-10：0.8-5：1.5-8的外切β葡聚糖酶、内切β葡聚糖酶、β葡萄糖苷酶以及木聚糖酶；所述水解酶的培养物中添加有质量分数为2-15％的诱导物激活剂，包括槐糖、乳糖、醋酸酯及表面活性剂；使用时水解酶内添加有质量分数为2-15％的发酵剂。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于包括依次连接的秸秆除杂烘干设备和秸秆粉碎装置，所述秸秆粉碎装置包括机械切碎装置和气爆粉碎装置，所述气爆粉碎装置中分别通入机械切碎的秸秆和气爆蒸汽，出口处设置有泄压电磁阀，其连接通向所述水解设备的第三真空泵。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于包括吸附净化器，所述厌氧发酵池的出口连接所述吸附净化器，所述吸附净化器连接乙二醇或异丁醇生产线；所述木质素深加工装置包括依次连接的干燥装置、绝氧加热装置以及地膜成型机或塑料袋成型机或家具材料成型机。