[发明专利]一种利用农作物秸秆发酵沼气的工艺

说明书

技术领域

本发明属于沼气生产技术领域，具体地，涉及一种利用农作物秸秆发酵沼气的工艺。

背景技术

沼气是有机物经微生物厌氧消化而产生的可燃性气体，是多种气体的混合物，它的主要成分是甲烷，其次有二氧化碳、硫化氢（H₂S）、氮及其他一些成分。沼气的组成中，可燃成分包括甲烷、硫化氢、一氧化碳和重烃等气体；不可燃成分包括二氧化碳、氮和氨等气体。在沼气成分中甲烷含量为55％-70％、二氧化碳含量为28％-44％、硫化氢平均含量为0.034％。

沼气生产技术是生物循环的一项最主要技术，目前主要使用农作物秸秆进行沼气生产。每农作物秸秆3.0亿吨（以干料计），可产沼气8000亿立方米。如此，一方面处理了垃圾，同时又可转化为洁净的能源和有机肥料，推动了资源再利用和社会可持续发展。

但现有国内的沼气技术，其主要缺点如下：

1、现有沼气生产过程中沼气脱硫存在的脱硫剂使用周期短、更换频繁且不便，运行成本高等问题。

2、传统沼气池技术采用的是低浓度发酵工艺，固形物含量低，物料浓度一般仅在6%左右运行，生产效率低；结构上存在缺陷，消化不完全，产气效率低。

3、湿发酵耗能高；夏季耗能是自身产生能量的30%以上，冬季耗能是自身产生能量的50%以上，这就大大限制了沼气在北方冬季的正常生产和能源利用。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种利用农作物秸秆发酵沼气的工艺。

本发明提供的一种利用农作物秸秆发酵沼气的工艺，脱硫剂使用周期长、无需频繁更换脱硫剂，可以稳定脱除沼气中的硫化氢，从根本上解决了硫化氢带来的环境污染问题，延长沼气发酵装置、输出管线的使用寿命。此外，发酵工艺无需加热，保温，沼液量少而生产沼气量大，环保、高效，适用于用于相对规模较小的高效沼气生产工艺。具有工艺流程简单，操作方便，资源利用高，节省设备费用及运行费用、提高了脱硫效率等优点。

根据本发明提供的一种利用农作物秸秆发酵沼气的工艺，包括如下步骤：

（1）将农作物秸秆粉碎成细度为50-80目的粉末后加入发酵罐，添加量为一个沼气池的容量的1/3，同时加入脱硫剂和甲烷菌，进行好氧发酵，发酵发热产生热量，利用管道向沼气池输送；

（2）充分搅拌发酵介质原料；

（3）向发酵罐内充氧，控制发酵温度在60-65℃；

（4）经过好氧发酵后，将发酵罐内的发酵物料取出，同时，在发酵罐加入农作物秸秆粉末，重复上述发酵罐的好氧发酵流程；

（5）发酵罐内取出的发酵物料再和一个沼气池容量2/3的农作物秸秆粉末一起，通过进料口加入第一个沼气池，进行厌氧发酵；

（6）经过厌氧发酵后，再通过进料口重复上述加料过程，将第一沼气池中的经过厌氧发酵的发酵物挤入第二个沼气池，第一沼气池重复进行厌氧发酵循环；

（7）依次循序进行发酵，最后在第四个沼气池的介质完成厌氧发酵，发酵物从出料口流出；

（8）沼气池产生的沼气通过沼气收集器输送到储气罐。

优选地，所述步骤（2）在沼气池厌氧发酵的过程中，利用液压搅拌器定时进行搅拌，同时，发酵罐内产生的热量通过管道输送到沼气池内。

优选地，所述步骤（2）使用翻堆机在发酵罐内移动，充分搅拌发酵介质原料。

优选地，所述步骤（2）每20-30min搅拌一次。

优选地，所述步骤（3）通过暴气池风机口向发酵罐内充氧。

优选地，所述步骤（1）脱硫剂包括硫酸盐还原菌抑制剂和硫化氢去除剂，两者质量比为5∶17。

优选地，所述步骤（1）脱硫剂与农作物秸秆干品的质量比为2-19∶1000。

优选地，所述硫酸盐还原菌抑制剂包括钼酸钠、高锰酸钾和庆大霉素，三者质量比为（10-38）∶（10-38）∶1。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明提供的一种利用农作物秸秆发酵沼气的工艺，脱硫剂使用周期长、无需频繁更换脱硫剂，可以稳定脱除沼气中的硫化氢，从根本上解决了硫化氢带来的环境污染问题，延长沼气发酵装置、输出管线的使用寿命。此外，发酵工艺无需加热，保温，沼液量少而生产沼气量大，环保、高效，适用于用于相对规模较小的高效沼气生产工艺。具有工艺流程简单，操作方便，资源利用高，节省设备费用及运行费用、提高了脱硫效率等优点；