沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的預(yù)處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的預(yù)處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]在糧食產(chǎn)量不斷提高的同時(shí)，收割后農(nóng)作物等木質(zhì)纖維材料的處理形成了尤為突出的問題，每年約有三成以上的農(nóng)作物纖維材料被閑置，雖然各地均出臺(tái)了許多配套措施，但仍然無法解決大量農(nóng)作物纖維材料被閑置、拋棄、燃燒的現(xiàn)狀，造成資源浪費(fèi)的同時(shí)也對環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的污染，要解決閑置的纖維材料這一問題，必須廣泛尋找纖維材料的利用途徑，沼氣發(fā)酵生產(chǎn)就是解決纖維材料處理問題的最佳途徑之一，正逐步成為發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。沼氣發(fā)酵是采用木質(zhì)纖維材料通過厭氧菌發(fā)酵原理來發(fā)酵產(chǎn)氣的。
[0003]現(xiàn)有的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)存在產(chǎn)氣效率比較低、發(fā)酵周期長的問題，如何通過簡單的預(yù)處理技術(shù)，將木質(zhì)纖維原料處理成為產(chǎn)氣效率高、發(fā)酵周期短、進(jìn)出料比較方便的原料，是制約木質(zhì)纖維原料直接高效沼氣化利用的關(guān)鍵。現(xiàn)有的預(yù)處理工藝主要以堿處理為主，但堿處理之后物料的堿性增大，對厭氧微生物活性具有抑制作用，因而影響木質(zhì)纖維原料的厭氧發(fā)酵速率。而且堿處理容易對環(huán)境造成污染，不利于環(huán)境保護(hù)。
[0004]另外，現(xiàn)有的預(yù)處理工藝中一般會(huì)把木質(zhì)纖維原料粉碎成短纖維，在厭氧發(fā)酵過程中，短纖維在沼氣氣泡的帶動(dòng)下漂浮在液體表面，產(chǎn)生漂浮結(jié)殼問題，導(dǎo)致沼氣聚集受阻，原料利用率低下。
[0005]因此，如何實(shí)現(xiàn)一種可進(jìn)行批量化預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化處理，處理效率高，無需添加化學(xué)添加成分，安全環(huán)保無污染，有效提高沼氣產(chǎn)氣率，縮短發(fā)酵時(shí)間，有效解決漂浮結(jié)殼問題的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的預(yù)處理工藝是業(yè)內(nèi)亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的主要目的是提供沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的預(yù)處理工藝，旨在實(shí)現(xiàn)一種可進(jìn)行批量化預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化處理，處理效率高，無需添加化學(xué)添加成分，安全環(huán)保無污染，有效提高沼氣產(chǎn)氣率，縮短發(fā)酵時(shí)間，有效解決漂浮結(jié)殼問題的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的預(yù)處理工藝。
[0007]本發(fā)明提出沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的預(yù)處理工藝，可對需進(jìn)行沼氣發(fā)酵的木質(zhì)素含量高的木質(zhì)纖維原料進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理工藝的工藝流程如下:將回收的木質(zhì)纖維原料送入至拆包粗粉機(jī)中進(jìn)行切割及粗粉碎，為達(dá)到理想的單位產(chǎn)出能耗比，切割粉碎后的木質(zhì)纖維原料的長度不大于15厘米，且切割粉碎后的木質(zhì)纖維原料的長度不小于6厘米以免影響單位產(chǎn)出能耗比；然后將切割粉碎后的木質(zhì)纖維原料投送至設(shè)有中心平推流攪拌器的平推流分解發(fā)生池內(nèi)進(jìn)行初步分解，平推流分解發(fā)生池內(nèi)設(shè)有可對木質(zhì)纖維原料進(jìn)行初步浸潤分解的回流沼液，平推流分解發(fā)生池內(nèi)的溫度可通過熱電聯(lián)產(chǎn)的余熱或其他熱源來進(jìn)行加熱控溫，木質(zhì)纖維原料經(jīng)過中心平推流攪拌器緩慢推進(jìn)并從平推流分解發(fā)生池的末端輸出且進(jìn)入到雙螺旋熱工分解搓揉機(jī)中進(jìn)行熱工分解操作及搓揉操作，經(jīng)雙螺旋熱工分解搓揉機(jī)處理后的木質(zhì)纖維原料呈漿糊狀，漿糊狀的木質(zhì)纖維原料通過螺桿栗栗入發(fā)生厭氧反應(yīng)的厭氧反應(yīng)器中，預(yù)處理工藝完成。
[0008]優(yōu)選地，平推流分解發(fā)生池內(nèi)的溫度在35攝氏度至55攝氏度之間。
[0009]優(yōu)選地，木質(zhì)纖維原料包括干秸桿。
[0010]本發(fā)明的預(yù)處理工藝可以對木質(zhì)纖維原料進(jìn)行批量化的預(yù)處理，以工業(yè)化尺度來處理干秸桿或者其他木質(zhì)素含量非常高的木質(zhì)纖維原料，可用于發(fā)展大型的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)工程。此預(yù)處理工藝實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化處理，效率十分高，自身能耗低，而且完全為物理的處理工序，不添加任何化學(xué)添加成分，十分安全環(huán)保，無污染。通過這樣預(yù)處理工藝可以改變木質(zhì)纖維原料中細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)，破壞掉木質(zhì)素與纖維素、半纖維素之間的聯(lián)結(jié)，把纖維素和半纖維素從木質(zhì)素的“包裹”中“釋放”出來；同時(shí)，降低纖維素的晶體結(jié)構(gòu)，增大內(nèi)部反應(yīng)的表面積，把復(fù)雜大分子成分預(yù)先降解成小分子，從而顯著地提高了木質(zhì)纖維原料的生物降解性能和厭氧生物消化效率，提高沼氣產(chǎn)氣率，縮短發(fā)酵之間。而且，采用回流沼液對木質(zhì)纖維原料進(jìn)行固態(tài)預(yù)處理，回流沼液可以對木質(zhì)纖維原料進(jìn)行充分的浸潤；另外，回流的沼液中的含有可對纖維素類物質(zhì)進(jìn)行降解的胞外酶及厭氧微生物，可以加強(qiáng)對纖維結(jié)構(gòu)的破壞作用，有利于后序的厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種可進(jìn)行批量化預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化處理，處理效率高，無需添加化學(xué)添加成分，安全環(huán)保無污染，有效提高沼氣產(chǎn)氣率，縮短發(fā)酵時(shí)間，有效解決漂浮結(jié)殼問題的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的預(yù)處理工藝。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的預(yù)處理工藝的一實(shí)施例的工藝流程示意圖。
[0012]
本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
[0013]應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0014]參照圖1，提出本發(fā)明的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的預(yù)處理工藝的一實(shí)施例，可對需進(jìn)行沼氣發(fā)酵的木質(zhì)素含量高的木質(zhì)纖維原料I進(jìn)行預(yù)處理。其中，木質(zhì)纖維原料I包括干秸桿，即成熟農(nóng)作物莖葉(穗)部分的總稱，例如小麥、水稻、玉米、薯類、油菜、棉花、甘蔗、花生和其他農(nóng)作物在收獲籽實(shí)后的剩余部分。
[0015]預(yù)處理工藝的工藝流程如下:將回收的木質(zhì)纖維原料I送入至拆包粗粉機(jī)2中進(jìn)行切割及粗粉碎，切割粉碎后的木質(zhì)纖維原料I的長度約為10厘米；然后將切割粉碎后的木質(zhì)纖維原料I投送至設(shè)有中心平推流攪拌器的平推流分解發(fā)生池3內(nèi)進(jìn)行初步分解，平推流分解發(fā)生池3內(nèi)設(shè)有可對木質(zhì)纖維原料I進(jìn)行初步分解的回流的沼液，