[发明专利]一种沼气的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于生物质能源技术领域，具体涉及一种沼气的生产方法，更具体是一种以蚕沙为原料生产沼气的方法。

背景技术

由于石化能源的日益枯竭及其所带来的环境污染问题，使得发展使用廉价、环保的清洁能源已成为人们最为关注的问题之一。沼气作为一种可再生的优质清洁能源，是有机物通过厌氧发酵形成的一种可燃性气体，主要成分为甲烷，其余为二氧化碳、氧气、氮气和硫化氢等，其中甲烷含量约为55~70%，二氧化碳含量约为30~45%；沼气燃烧后可产生大量的热量，每立方米沼气的热值相当于5500大卡原煤3.3kg。因此，沼气的推广利用对缓解农村能源紧缺、保护和恢复森林植被、改善生态环境、增加农民收入，以及调整农业和农村经济结构具有重要作用。而在沼气生产过程中，原料是其生产的物质基础，只有具备充足的发酵原料才能保证沼气生产的持续运行，因此，合理选择及充分利用各种生物质原料对沼气的进一步发展有着非常重要的意义。

蚕沙是养蚕过程中产生的废弃物，由蚕粪、残留桑叶、蚕的蜕皮以及养蚕过程中投入的糠、草、石灰等组成的混合物。目前，我国桑园面积已稳定在75万公顷左右，按每公顷桑叶饲养家蚕产干蚕沙2250kg计，干蚕沙年产量高达168.75万吨，加上柞蚕蚕沙约30万吨，年产干蚕沙200万吨左右。而蚕沙中有机物含量高达70~90%，含氮量达2~4%，并含有丰富的蛋白质、多种氨基酸、纤维素、脂肪、尿酸、灰分等有用成分，在生物质能源领域具有巨大的应用潜力，特别是在发酵制取沼气方面具有很大的开发利用价值。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种工艺简单、产量大、纯度高得沼气生产方法。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种沼气的生产方法，包括以下步骤：

（1）原料预处理：将蚕沙干燥、粉碎、过筛，得干蚕沙粉；

（2）厌氧发酵：将干蚕沙粉和接种物加入发酵装置中并混匀，加水调干蚕沙粉和接种物的总固体含量总和至6-10%，使用pH调节剂调pH至6.5-7.5，厌氧发酵；即得沼气。

本发明还优化了沼气生产的工艺参数：

步骤（1）中，所述的蚕沙为五龄蚕的蚕沙；由于五龄蚕的蚕沙粒度大、有机物含量高，最高可达到90%，从而制备的沼气产量大，浓度高。

步骤（2）中，所述接种物选自牛粪和猪粪中的一种或两种；采用牛粪和猪粪中的一种或两种作为接种物，其活性较高，产沼气量大，沼气中甲烷浓度高。

步骤（2）中，所述接种物与蚕沙粉的总固体含量比为1:（1-3）。

步骤（2）中，pH优选7.0-7.5。

步骤（2）中，所述pH调节剂为盐酸、柠檬酸、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠或氨水。

步骤（2）中，发酵温度为32-38℃。

步骤（2）中，发酵周期为30-35天。

有益效果：本发明提供的沼气生产方法工艺简单、操作方便，生产成本低、效率高，沼气产量大、纯度高，适于工业化生产。

本发明以蚕沙为原料生产沼气不仅原料来源丰富，成本低，同时也是对蚕桑生产产生的大量蚕沙实现资源化、无害化利用的重要途径。

本发明通过将蚕沙预处理制得蚕沙粉，不仅该预处理工艺简单、成本低，并且大大增加了蚕沙与接种物的有效接触面积，加快沼气的生产速度，有效缩短了发酵时间，降低了生产成本。

本发明通过添加牛粪和猪粪中的一种或两种，大大增加了厌氧微生物的种类和数量，使发酵过程更彻底，发酵时间更短，降低了生产成本，提高了原料使用率。

本发明通过调节发酵系统中总固体含量，既有利于稳定有机物，充分利用蚕沙资源，又可提高沼气的产量与纯度。

本发明通过调节发酵系统的pH，可大大提高产甲烷菌的活性，增加产气量和沼气纯度。

附图说明

图1为本发明实施例所采用的沼气发酵装置结构示意图。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

实施例1

（1）原料预处理：

将五龄蚕的蚕沙自然晾干后，除去桑叶渣、石灰、沙子等杂质，置于60±5℃烘箱中烘干至恒重，用粉碎机粉碎后过40目标准筛，获得干蚕沙粉，干燥避光保存；

将干蚕沙粉及接种物置于105±5℃烘箱中烘干至恒重，分别测定原料总固体含量（TS）。

（2）厌氧发酵