[发明专利]一种能源草和海藻渣的综合利用方法

说明书

技术领域

本发明属于生物能源领域，具体涉及一种能源草和海藻渣的综合利用方法。

背景技术

能源草系指一类高光合效率、高生物质产量、高木质纤维素含量的草本植物，经过物理、化学或生物的方法可以将其高效地转化成生物质能源。但能源草一般碳氮比较高，用作沼气发酵原料时易出现严重酸化的现象，影响沼气发酵的稳定性。

海藻渣是指在工业上用海带等藻类提取碘、甘露醇和褐藻酸钠后剩余的残渣，其含有几十种矿物元素、脂肪和磷脂，及单糖、双糖、多糖、果胶类（半纤维素）和蛋白质类等营养成分。将海藻渣作为一种沼气发酵原料，是一种变废为宝的实用生产技术。但在实际生产过程中发现，单独将海藻渣用作沼气发酵原料时，因含氮率较高，容易因发酵液中铵离子的积累，造成发酵液过碱化，不利于沼气发酵过程的顺利进行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能源草和海藻渣的综合利用方法，其针对能源草含碳量较高而海藻渣含氮量高的特点，将两者配合用于生产，使其在产生生物天然气的同时，还可以获得生物碳，有利于明显提高企业经济收益。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种能源草和海藻渣的综合利用方法，其包括以下步骤：

（1）将生长3~8个月的能源草齐根处收割，粉碎至粒度10cm以下，得能源草粗粉；

（2）除去海藻渣中的塑料、金属、沙石，然后粉碎至粒度小于1cm；

（3）将步骤（1）所得能源草粗粉与步骤（2）所得粉碎后的海藻渣按干基重量比1:5~3:1混合均匀，加入发酵剂密闭发酵20天以上，得到初发酵的草渣混合物；所用发酵剂中含有30~60wt%乳酸菌和10~24wt%厌氧纤维素菌；

（4）将步骤（3）所得初发酵的草渣混合物加入厌氧发酵罐中，以沼液或沼渣为接种物进行厌氧发酵，得到沼气及沼液沼渣混合物；发酵体系中总固体含量为3~20wt%，发酵温度为30~60℃，原料滞留时间为10~40天；

（5）将步骤（4）所得沼气进行提纯，以除去二氧化碳、硫化氢、水蒸气、含氮气体，并使甲烷浓度提高到96%以上，得到生物天然气；

（6）将步骤（4）所得沼液沼渣混合物进行固液分离，分别得到沼液和沼渣；

（7）将步骤（6）所得沼液回流至沼气发酵罐进行发酵，或直接用于能源草的种植；

（8）将步骤（6）所得沼渣干燥至含水量15%以下后，用3000~6000转/分钟的高速切割粉碎机粉碎成0.05~0.7cm的细粉；

（9）将步骤（8）所得沼渣细粉压制成型，放入碳化炉中进行无氧碳化，冷却后即得生物碳。

所述能源草包括杂交狼尾草、紫象草、矮象草、红象草、高象草、牧草蔗、巨菌草、皇竹草、中国台湾甜象草、拟高粱、甜高粱、芦竹、芦苇、类芦、斑茅、彼特草、苏丹草、美洲狼尾草、王草、五节芒、芒萁、香茅、互花米草、大米草中的至少一种。

所述海藻渣来源于海带、裙带菜、羊栖菜、马尾藻、石花菜、紫菜、鹿角菜、浒苔、墨角藻、麒麟菜中的至少一种。

本发明的优势在于：

（1）本发明针对能源草含碳量较高而海藻渣含氮量高的特点，将其进行原料互补，有效地自动调节了发酵体系中的碳氮比，使其在产生生物天然气的同时，还可以获得生物碳。

（2）本发明无需额外添加氮肥也可实现高效产气的效果，使发酵体系处于适宜的发酵条件下产气，大大节约了成本，具有明显的经济效益。

（3）沼气是清洁的可再生能源，有助于缓解当今社会的能源危机，也减少了化石燃料的使用对环境造成的污染。本发明所生产的生物碳，热值高，燃烧后污染小。本发明中的沼液可循环利用，节约资源。可见，本发明整个生产过程中无废弃物的排放，对环境不造成污染，具有良好生态效益。

具体实施方式

为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。

实施例1

一种能源草和海藻渣的综合利用方法，其包括以下步骤：

（1）将生长3~8个月的巨菌草齐根处收割，粉碎至粒度10cm以下，得能源草粗粉；

（2）除去经提取后所得浒苔藻渣中的塑料、金属、沙石，然后粉碎至粒度小于1cm；

（3）将步骤（1）所得能源草粗粉与步骤（2）所得粉碎后的海藻渣按干基重量比1:5混合均匀，加入发酵剂密闭发酵20天以上，得到初发酵的草渣混合物；所用发酵剂中含60wt%乳酸菌和24wt%厌氧纤维素菌；