[发明专利]一种秸秆干法发酵预处理发生装置

说明书

本发明公开一种秸秆干法发酵预处理发生装置，涉及秸秆预处理领域，包括喷淋组件、曝气组件、渗滤集液槽和多个由上至下依次设置的发酵反应室，渗滤集液槽设置于最底端的发酵反应室的下端，各发酵反应室的底部设置有多个渗滤孔，各反应发酵室的一侧设置有一个与外部连通的排气口，各反应发酵室的另一侧设置有一个进料门，曝气组件用于向各发酵反应室通入空气，喷淋组件能够将菌剂和渗滤集液槽中的渗滤液喷淋至各反应发酵室。本发明提供的秸秆干法发酵预处理发生装置能够连续进出料，可控性更强，便于操作，节约人力，对菌剂进行充分利用。

技术领域

本发明涉及秸秆预处理领域，特别是涉及一种秸秆干法发酵预处理发生装置。

背景技术

农作物秸秆是仅次于煤、石油、天然气的世界第四大能源，是一种非常重要的可再生生物质资源。我国是一个农业大国，有着极其丰富的农作物秸秆资源，每年全世界秸秆产量有30亿吨之多，而我国农作物秸秆年产量已超过9亿吨。利用沼气发酵技术处理利用秸秆，不仅可以产生高效、清洁的高品位能源，同时产生的沼渣和沼液还可以直接用作有机肥料，不失为一种行之有效的出路。沼气发酵技术本身是一种非常成熟的技术，利用该技术转化秸秆为新型能源，可以缓解我国常规能源紧张状况、提高农村人民的生活质量；另一方面，又可解决作物秸秆的出路问题，减少因其露天焚烧、乱堆乱置等带来的对环境不利影响。实际上，我国已经明确将秸秆沼气作为一项主要的可再生能源进行重点支持发展。

众所周知，秸秆复杂的木质纤维结构是阻碍其生物降解的重要因素，因此在进行沼气发酵之前，通常需要对秸秆进行预处理。常用的预处理方法包括物理预处理、化学预处理和生物预处理，从目前的应用来看，主要采用物理预处理+化学预处理相结合的方法，即切碎/粉碎+酸/碱预处理。然而，目前采用的酸碱预处理方法主要为强酸或强碱预处理，例如盐酸、硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾，这种预处理方法普遍存在设备腐蚀问题，且需要大量的水对预处理后的原料进行清洗或需要大量的酸碱进行中和。当用水进行清洗时，会损失溶解性有机质，当用酸碱中和时，又会产生大量的钠离子和氯离子，不仅可能抑制厌氧发酵，还可能造成环境污染，而且会影响沼渣的后续利用。而生物预处理方法对于纤维素、半纤维素、木质素的降解并未达到良好的技术效果。

因此，探索包括秸秆在内的生物质高效可综合利用的厌氧发酵制沼气的预处理方法和设备，对于开拓生物质的利用途径，从工程角度实现其资源化具有重要的意义。

公开号为CN105420281A的一种秸秆高效制沼气的方法，利用金属盐催化剂的水溶液浸泡秸秆后将预处理后的液体部分进行沼气发酵；公开号为CN105255953A的物理-化学-生物预处理玉米秸秆的方法，采用粉碎联合1％氢氧化钠和霉菌处理秸秆进行秸秆成分分析；公开号为CN106119295A的利用NH₄HCO₃以预处理玉米秸秆的方法及玉米秸秆的厌氧发酵方法，采用NH₄HCO₃处理玉米秸秆并对处理后秸秆进行了厌氧发酵。以上发明对秸秆进行了预处理后再进行厌氧发酵，在一定程度上缩短了厌氧发酵的周期、提高了产气量，但是都存在操作比较繁杂，由于需要添加酸和碱，其安全风险高，在预处理过程中还会产生污水导致二次污染，存在不能连续出料及可控性较差的问题。因此，秸秆预处理方法需要新的突破。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种秸秆干法发酵预处理发生装置，能够连续进出料，可控性更强，便于操作，节约人力，对菌剂进行充分利用。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种秸秆干法发酵预处理发生装置，包括喷淋组件、曝气组件、渗滤集液槽和多个由上至下依次设置的发酵反应室，所述渗滤集液槽设置于最底端的所述发酵反应室的下端，各所述发酵反应室的底部设置有多个渗滤孔，各所述反应发酵室的一侧设置有一个与外部连通的排气口，各所述反应发酵室的另一侧设置有一个进料门，所述曝气组件用于向各所述发酵反应室通入空气，所述喷淋组件能够将菌剂和所述渗滤集液槽中的渗滤液喷淋至各所述反应发酵室。