[发明专利]生物质秸秆沼气制备方法及其所采用的装置

说明书

技术领域

本发明属生物质秸秆应用领域，尤其涉及一种生物质秸秆沼气制备方法及其所采用的装置。

背景技术

中国是一个能源缺乏的国家，进口石油在高峰期达到80％以上，大量的能源需要从国外进口，而石油来源和价格的不稳定，都在战略上对中国的发展和安全形成了制约和威胁，受制于人是中国能源的现状。另一方面，由于石油的储量已经不多，研究开发可代替原料，可大大改善中国目前的能源战略现状，可以借助替代能源重新实现石油自给，而中国有大量的废弃植物纤维物可用于替代能源的生产，并且已经取得了成熟的技术。

近来，我国粮食生产能力逐年提高。粮食丰，秸秆增。现在农村一到收获季节，随之而来的就是烧秸秆，大量的秸秆在同一时段燃烧，每年都造成包括很多大城市在内的广大地区浓烟弥漫，即造成了严重的空气污染，又使能源白白浪费掉。环保部门出于追求蓝天白云的考虑，禁止城市周围农村焚烧秸秆，甚至推动政府出台稀奇古怪的政策、规定，局外人难以理解环保官员的苦衷：小秸秆带来大问题——城市上空烟雾缭绕，机场被迫关闭，高速公路无法通行，相关部门甚至不得不动用遥感卫星监测。夏秋收获之后产生的天文数字般的秸秆顿时成为环保官员的心头大患。“村村点火、田田冒烟”这是农业收获季节不少地方头疼的“风景”。如何给日益增加的秸秆找到出路，变废为宝，已经成为迫在眉睫的社会问题。

农村沼气生产遇到原料供给瓶颈，需要开辟利用秸秆资源。在农村沼气方面，目前全国已建成户用沼气池2200多万口，建成畜禽养殖场大中型沼气工程2000多处。目前我国沼气生产主要利用的是畜禽粪便，但畜禽粪便无法，也不足以保证原料的供给和上述目标的实现。首先，养殖场呈“点”分布，而用户呈“面”分布，在没有养殖场的地方，就没有了原料来源，也就无法生产沼气。其次，可收集的畜禽粪便的产量不足以生产如此巨大数量的沼气。而秸秆分布在我国广大的种植区域，呈“面”分布，来源广泛，数量巨大，不存在原料来源问题，可就地获得、就地建厂和就地服务于民。因此，在我国广大的农村大规模推广沼气，实现沼气生产目标，就必须开辟和利用秸秆资源。

目前，秸秆在农村能源方面的应用主要有直接燃烧、致密成型燃料、热解气化、燃烧发电、生产燃料乙醇等。其中，秸秆致密成型燃料和热解气化技术在我国推广较普遍，是目前秸秆能源化利用的主要途径，其他技术尚未在农村推广应用。秸秆致密成型燃料易于储存和运输，可以取代煤、燃气等作为民用燃料进行炊事、取暖等，也可用于供热、发电等，是解决秸秆资源浪费和污染的一项重要技术手段。

现有热解气化技术从技术角度看，尚存在如下问题：(1)热解气化产生的可燃气热值只有沼气热值的20％～30％，可燃气主要成分是一氧化碳，进入人体内危害很大，安全性较差。(2)热解气化是一个热化学反应过程，至少需要在400℃以上温度进行，高温投入能量大，能效比低，也不容易控制和进行管理，在农村应用难度较大。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种原料来源广，热值高，安全性好，便于生产管理控制的生物质秸秆沼气制备方法。

本发明还提供一种结构简单，与上述方法相配套的生物质秸秆沼气制备装置。

为达到上述目的，本发明是这样实现的：

一种生物质秸秆沼气制备方法，可按如下步骤依次实施：

(1)对生物质秸秆物料进行预处理；

(2)对步骤(1)产生的物料进行发酵；

(3)初级气体的脱水处理；

(4)将步骤(3)产生的气体送入贮气柜。

作为一种优选方案，本发明在所述步骤(3)完成后接续进行脱硫处理。

作为另一种优选方案，本发明在步骤(1)中将生物质秸秆物料粉碎，使其粒径达到2～3厘米，PH值达到6.8～7.5。

进一步地，本发明在步骤(2)中物料发酵的温度为30～40℃。

更进一步地，本发明在步骤(2)中物料发酵的温度为50～55℃。

另外，本发明在步骤(2)中向物料中加入氮源。

其次，本发明所述氮源为尿素或碳铵。

一种上述生物质秸秆沼气制备方法所采用的装置，它包括搅拌池、送料机构、秸秆厌氧罐及贮气柜；所述送料机构的入口接搅拌池腔体；所述送料机构的出口接秸秆厌氧罐腔体；在所述秸秆厌氧罐与贮气柜之间设有气液分离器；所述秸秆厌氧罐的出气口与气液分离器的入气口相通；所述气液分离器的出气口与贮气柜的入气口相通。

作为一种优选方案，本发明在所述秸秆厌氧罐与贮气柜之间还设有脱硫器；所述气液分离器的出气口与脱硫器的入气口相通；所述脱硫器的出气口与贮气柜的入气口相通。