[发明专利]一种三相一体推流式沼气发酵系统及发酵方法

权利要求书

1.一种三相一体推流式沼气发酵系统，其特征在于：所述三相一体推流式沼气发酵系统包括一个反应管道，一个设置在所述反应管道上的水解相HCl喷淋装置，一个设置在所述反应管道上的酸化相HCl或NaOH喷淋装置，以及一个设置在所述反应管道上的产甲烷相NaOH喷淋装置，所述酸化相HCl或NaOH喷淋装置设置在所述水解相HCl喷淋装置与产甲烷相NaOH喷淋装置之间，所述水解相HCl喷淋装置与所述反应管道相连通以在反应管道上形成水解区并用于向所述反应管道的内部喷淋HCl溶液，通过在水解区喷淋HCl溶液使水解区的pH值介于4～5，所述酸化相HCl或NaOH喷淋装置与所述反应管道相连通以在反应管道上形成酸化区并用于向所述反应管道的内部喷淋HCl溶液或NaOH溶液，通过在酸化区喷淋HCl溶液或NaOH溶液使酸化区的pH值介于5～7,所述产甲烷相NaOH喷淋装置与所述反应管道相连通以在反应管道上形成产甲烷区并用于向所述反应管道的内部喷淋NaOH溶液，通过在产甲烷区喷淋NaOH溶液使产甲烷区的pH值介于7～8。

2.如权利要求1所述的三相一体推流式沼气发酵系统，其特征在于：所述反应管道为蛇形往复结构或由内向外的螺旋管道。

3.如权利要求1所述的三相一体推流式沼气发酵系统，其特征在于：所述三相一体推流式沼气发酵系统还包括一个设置在所述反应管道上的进料口，所述进料口用于投加生物质原料和活化后的接种物。

4.如权利要求3所述的三相一体推流式沼气发酵系统，其特征在于：所述活化后的接种物由浓度为8％～15％的物质，活化温度为35～38℃，活化时间为1～5天。

5.如权利要求3所述的三相一体推流式沼气发酵系统，其特征在于：所述生物质原料在投入进料口前，需要预处理即使用1％～5％HCl喷淋生物质原料粉碎物使其含水量介于60％～85％，并在35～38℃条件下停留0.5-2天。

6.如权利要求1所述的三相一体推流式沼气发酵系统，其特征在于：所述三相一体推流式沼气发酵系统还包括一个设置在所述反应管道上的沼气发酵反应器罐体，多个设置在所述反应管道上的出气口，以及一个设置在所述反应管道上的出料口，所述沼气发酵反应器罐体设置在所述产甲烷相NaOH喷淋装置与一个出气口之间，多个所述出气口分别设置在所述水解相HCl喷淋装置与所述出料口之间。

7.一种三相一体推流式沼气发酵工艺，其包括如下步骤：

提供活化后的接种物，所述活化后的接种物由浓度为8％～15％的物质，活化温度为35～38℃，活化时间为1～5天后制成；

提供生物质原料并对该生物质原料进行预处理，即使用1％～5％HCl喷淋生物质原料粉碎物使其含水量介于60％～85％，并在35～38℃条件下停留0.5-2天；

提供一个反应管道，一个设置在所述反应管道上的水解相HCl喷淋装置，一个设置在所述反应管道上的酸化相HCl或NaOH喷淋装置，以及一个设置在所述反应管道上的产甲烷相NaOH喷淋装置，所述水解相HCl喷淋装置与所述反应管道相连通以在反应管道上形成水解区并用于向所述反应管道的内部喷淋HCl溶液，所述酸化相HCl或NaOH喷淋装置与所述反应管道相连通以在反应管道上形成酸化区并用于向所述反应管道的内部喷淋HCl溶液或NaOH溶液，所述产甲烷相NaOH喷淋装置与所述反应管道相连通以在反应管道上形成产甲烷区并用于向所述反应管道的内部喷淋NaOH溶液；

将所述活化后的接种物及预处理后的生物质原料投入所述反应管道并保留15～30天以在该反应管道内形成酸化相与产甲烷相的渐变分离；

每天向所述反应管道投入预处理后的生物质原料使发酵运行，同时每天通过水解相HCl喷淋装置在水解区喷淋HCl溶液使水解区的pH值介于4～5，通过酸化相HCl或NaOH喷淋装置在酸化区喷淋HCl溶液或NaOH溶液使酸化区的pH值介于5～7,通过所述产甲烷相NaOH喷淋装置在产甲烷区喷淋NaOH溶液使产甲烷区的pH值介于7～8；

使所述反应管道内的生物质物料进行反应并使使发酵稳定运行以产生沼气。