[发明专利]利用厌氧消化从生物质生产沼气的反应器

说明书

本发明涉及一种利用厌氧消化从生物质生产沼气的反应器，该反应器包括：‑垂直通道状框架(12)，其内部界定了用于生物质(16)垂直塞流的反应空间(14)，所述框架(12)包括至少三个具有相关微生物菌株的连续区块(24)，‑布置在所述框架(12)上端(13.1)的用于将生物质进料到所述框架(12)中的进料设备(25)，‑至少有部分布置在所述框架(12)内的搅拌设备(20)，用于搅动生物质(16)并将微生物进料到生物质(16)中，‑用于回收产生的沼气的回收设备(22)，‑连接到所述框架(12)下端(13.2)的底锥(17)，用于收集固体材料，‑布置在所述框架(12)下端(13.2)、所述底锥(17)下端(92)的固体材料去除设备(27)，用于去除固体材料；‑外部骨架(50)，所述外部骨架(50)布置在所述框架(12)的外部，用于在外部支撑所述框架(12)，抵抗所述框架(12)内部产生的静水压力。

技术领域

本发明涉及一种利用厌氧消化从生物质生产沼气的反应器，包括：

-一个框架，包括两个端部，即上端和下端，在其自身内界定用于生物质反应的空间，所述框架为通道状，用于生物质的活塞流动，还包括至少三个具有相关微生物菌株的连续区块，

-进料设备，设置在所述框架上端用于将生物质送入所述框架；

-搅拌设备，用于将生物质搅拌并将微生物进料到生物质中，至少有部分所述搅拌设备设置在所述框架内；

-回收设备，回收利用微生物消耗生物质有机材料产生沼气；

-固体材料去除设备，设置在所述框架下端，用于去除固体材料。

背景技术

本发明涉及从生物质生产沼气的反应器。沼气生产是一种处理有机废弃物和生产可再生能源的方法。沼气生产是基于厌氧消化的生物过程。在厌氧消化中，微生物在无氧条件下消化有机材料或生物质以产生含甲烷的沼气作为最终产物。厌氧消化是多步骤过程，涉及消化链中不同步骤的几种不同微生物，如图1所示，生物质分解的消化链可以以简化的方式如下描述：

1)多糖(碳水化合物)-糖-短链脂肪酸，H₂,CO₂-CH₄,CO₂

2)蛋白质-肽，氨基酸-短链脂肪酸H₂,CO₂-CH₄,C0₂

3)脂质-长链脂肪酸-短链脂肪酸，H₂,CO₂-CH₄,C0₂.

例如，木质纤维素中所含纤维素的消化链可由如下步骤所述：

1)通过水解将纤维素分解成糖：

(C₆H₁₀O₅)n+nH₂O-nC₆H₁₂O₆

2通过酸发酵将葡萄糖单元分解为醋酸根：

C₆H₁₂0₆+4H₂0-2CH₃COO^-+2HCO3^-+4H⁺+4H₂

3通过甲烷生成将醋酸根分解为甲烷：

2CH³COO^-+H₂0-CH₄+HCO₃^-