[发明专利]高温发酵的模块化生物天然气生产系统及方法

说明书

本发明公开了高温发酵的模块化生物天然气生产系统及方法，高温发酵的模块化生物天然气生产系统，包括预处理池、模块化处理单元和加热系统，预处理池内置有搅拌机，用于对原料进行预处理；模块化处理单元包括水解酸化罐和厌氧消化罐，所述水解酸化罐与所述预处理池连；厌氧消化罐接收来自水解酸化罐的酸液并将酸液进行厌氧消化以产生沼气；沼气经沼气净化单元与沼气提纯单元处理后即为生物天然气；加热系统分别与水解酸化罐和厌氧消化罐连接，加热系统使得水解酸化罐内的温度处于39～40.2℃，加热系统使得厌氧消化罐内的温度处于52～53.2℃。根据原料量叠加N个(N≥1)模块化处理单元，以使满足系统需求，便于系统的推广和维护。

技术领域

本发明属于生物质能源生产技术领域，更具体而言，涉及一种高温发酵的模块化生物天然气生产系统及方法。

背景技术

目前，利用秸秆、粪便等常见的农业废弃物制取生物质能源是环保技术发展的方向之一。目前大部分采用中温厌氧消化(30～40℃)这种工艺，中温厌氧消化具有甲烷性能稳定、运行成本低、投资省等优点，但是存在有机物降解率低、沼气产量低等缺点。而现有的高温厌氧消化具有水解速率高、反应速度快、有机物降解彻底等优点，但是目前高温厌氧消化系统存在工艺稳定性差、控制困难、对设备耐热性、保温性要求高等缺点。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高温发酵的模块化生物天然气生产系统及方法，其能设置N个(N≥1)模块化处理单元，提高系统产能，结构灵活。

根据本发明的第一方面，提供了高温发酵的模块化生物天然气生产系统，包括：

预处理池，所述预处理池内置有搅拌机，用于对原料进行预处理；

模块化处理单元，模块化处理单元包括水解酸化罐和厌氧消化罐，所述水解酸化罐与所述预处理池连，所述水解酸化罐内涂有碳钢防腐涂层；所述厌氧消化罐接收来自水解酸化罐的酸液并将酸液进行厌氧消化以产生沼气，所述厌氧消化罐内涂有碳钢防腐涂层，各水解酸化罐和厌氧消化罐自底部至罐体三分之二高度处的外壁内表面设置有不锈钢加热盘管；

加热系统，所述加热系统分别与水解酸化罐和厌氧消化罐连接，加热系统使得水解酸化罐内的温度处于39～40.2℃，加热系统使得厌氧消化罐内的温度处于52～53.2℃；

固液分离器，所述固液分离器接收来自厌氧消化罐的料液并将从料液分离的沼液回流至预处理池；

储气罐，所述储气罐用于暂存厌氧消化罐产生的沼气；

沼气净化单元，所述沼气净化系统包括脱硫塔和脱水装置；

沼气提纯单元，所述沼气提纯单元将分离沼气中的二氧化碳气体，保留甲烷气体，形成生物天然气。

本发明的一个特定的实施例中，所述模块化处理单元为两组或者两组以上时，部分模块化处理单元共用一个预处理池，或/和，部分模块化处理单元共有用一个加热系统及沼气净化单元、沼气提纯单元。

本发明的一个特定的实施例中，所述加热系统为储热罐循环水系统，储热罐循环水系统包括储热罐和用于输送储热罐中热水的储热罐循环水泵，所述储热罐循环水泵连接有循环水管，所述循环水管连接至水解酸化罐和厌氧消化罐。

本发明的一个特定的实施例中，当水解酸化罐内温度高于40.2℃时，关闭通向水解酸化罐的储热罐循环水泵；当水解酸化罐内温度低于40.0℃时，开启通向水解酸化罐的储热罐循环水泵，以控制水解酸化罐内温度不低于39℃；

当厌氧消化罐内温度高于53.2℃时，关闭通向厌氧消化罐的储热罐循环水泵；当厌氧消化罐内温度低于53.0℃时，开启通向厌氧消化罐的储热罐循环水泵，以控制厌氧消化罐内温度不低于52.0℃；