[发明专利]利用木薯联产酒精和沼气的方法及利用沼气发电的方法

说明书

本发明涉及沼气发酵领域，公开了利用木薯联产酒精和沼气的方法及利用沼气发电的方法。该方法包括：将木薯依次粉碎、调浆、液化、糖化和发酵，得发酵醪；将发酵醪蒸馏，得酒精和废醪液；将废醪液降温后接种发酵菌种，并50‑70℃厌氧发酵18‑25天产生沼气；厌氧发酵在至少1组厌氧发酵系统中进行，每组厌氧发酵系统包括多个串联的厌氧发酵单元，且每组厌氧发酵系统彼此并联。利用沼气发电的方法包括：制备脱硫沼气，并将脱硫沼气在高温高压燃气锅炉中燃烧以生成蒸汽，产生的蒸汽在高温高压汽轮机发电；高温为至少540℃的温度，高压为至少9.8MPa的压力。本发明可显著提高沼气的产量，提高发电量、降低整个体系的能耗。

技术领域

本发明涉及木薯制酒精以及沼气发酵领域，具体涉及一种利用木薯联产酒精和沼气的方法，以及利用制备的沼气发电的方法。

背景技术

木薯是世界三大薯类作物之一，是生产生物乙醇的首选原料。截至2005年，我国木薯种植面积已达657万亩，全国已有木薯淀粉和酒精加工厂200多家，年生产淀粉50万吨、木薯乙醇25万吨。由于木薯发酵制备乙醇的废水含有高浓度的有机物，目前绝大部分乙醇厂排放的废水没有经过有效处理直接向外排放，对当地和下游的水环境造成严重影响。

目前，木薯发酵制备乙醇的废醪液的COD约为50,000-80,000mg/L，目前的处理方法有：1、焚烧法，即将废醪液浓缩后进行焚烧，该方法的缺点为焚烧后容易造成二次污染，且由于木薯废醪液中COD值较高，直接废弃造成了资源的浪费；2、用废醪液发酵制备沼气，但目前采用废醪液制备沼气的沼气产量较低，且产沼气后的废水粘度较高、固液分离难度较大，从而造成了木薯联产酒精和沼气时，能耗较高，从而提高了生产成本。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种利用木薯联产酒精和沼气的方法，利用该方法，不仅可大大提高沼气的产量，并且产沼气后的废水粘度得到了有效降低，固液分离难度降低，降低能耗和成本。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种利用木薯联产酒精和沼气的方法，该方法包括：

(1)将木薯原料依次进行粉碎、调浆、液化、糖化和发酵，得到发酵醪；

(2)将所述发酵醪进行蒸馏，得到酒精和废醪液；

(3)将所述废醪液降温后接种发酵菌种，并进行厌氧发酵以产生沼气；

其中，所述厌氧发酵的温度为50-70℃，时间为18-25天；

其中，所述厌氧发酵在至少1组厌氧发酵系统中进行，每组厌氧发酵系统包括多个串联的厌氧发酵单元，且每组厌氧发酵系统彼此并联。

优选地，该方法还包括：将制备得到的沼气依次通过第一脱硫剂和第二脱硫剂进行脱硫，得到脱硫沼气，其中，所述第一脱硫剂选自碱金属的碳酸盐溶液和/或碱金属的氢氧化物溶液；所述第二脱硫剂含有氧化钙和/或硅胶、氧化铁和/或活性炭。

优选地，该方法还包括：向厌氧发酵产生沼气后的废水中加入水溶性海藻酸酯、水溶性海藻酸盐和植物多酚，并进行固液分离，得到滤液和滤渣。

优选的，所述粉碎的方式包括将除杂处理得到的物料进行粉碎并过1.8mm筛，其中，所述粉碎为一次粉碎，所述除杂为一次除杂。

优选的，该方法还包括，在粉碎前，采用自卸型筒仓将木薯原料输送至筛网以对所述木薯原料进行筛分，其中，筛下物除杂后与筛上物混合，并将所得混合物料作为除杂处理得到的物料进行粉碎。

优选的，将粉碎处理得到的物料用水配制为淀粉浆液，并在淀粉粉浆中加入杀菌剂；以固形物计，所述淀粉浆液的浓度为35-40重量％；以淀粉浆液的重量计，加入的杀菌剂的量为50-300ppm；所述杀菌剂为青霉素、安菌泰和漂白粉中的一种或多种。