一種利用植物秸稈聯(lián)產(chǎn)乙醇和沼氣的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及秸桿再利用領(lǐng)域，具體涉及一種利用植物秸桿聯(lián)產(chǎn)乙醇和沼氣的工 〇
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，化石能源漸趨枯竭，環(huán)境壓力日益沉重，能源需求和油價呈現(xiàn)出持續(xù)上升 的勢態(tài)，世界各國都在為開發(fā)新能源，特別是汽油的替代品而努力。在眾多的生物質(zhì)能源 中，燃料酒精由于其生產(chǎn)工藝簡單，可生產(chǎn)乙醇汽油，向環(huán)境排放的溫室氣體為零等優(yōu)點， 得到了美國、巴西等國家的青睞，我國也在"十一五"規(guī)劃中提出了大力發(fā)展燃料酒精。
[0003] 目前，生物乙醇主要原料為糧食，隨著生物乙醇工業(yè)的發(fā)展以及市場對乙醇需求 的增加，糧食的消耗量越來越大。我國是世界上人口最多的國家，為了保證國家的糧食戰(zhàn)略 安全，國家提出工業(yè)生產(chǎn)"不與糧爭地、不與人爭糧"的發(fā)展戰(zhàn)略要求，同時國家發(fā)改委對于 糧食為原料生產(chǎn)燃料乙醇的項目也不再審批。在這種情況下，發(fā)展非糧乙醇的生產(chǎn)技術(shù)顯 的尤為重要。
[0004] 我國是一個農(nóng)業(yè)大國，作物秸桿的年產(chǎn)量非常巨大，據(jù)統(tǒng)計，目前的秸桿利用率 33%，但經(jīng)過一定技術(shù)處理后利用的僅占2.6%，其余大部分只是作為燃料等直接利用，開 發(fā)前景非常廣闊。
[0005] 在乙醇的生產(chǎn)過程中，大量的醪糟及醪液作為生產(chǎn)工藝中的廢棄物需要進行無害 化處理，以往的處理工藝多是將醪糟作為飼料或有機肥的主要成分進行加工，成為下游產(chǎn) 品進行出售獲利。而醪液多是作為高C0D污水進行處理，不僅需要大量的一次性投資，處理 過程中持續(xù)性的經(jīng)濟投入也是必不可少的。隨著近年來生物工程技術(shù)的發(fā)展，將醪糟及醪 液作為原料生產(chǎn)沼氣的技術(shù)也變得越來越成熟，很多乙醇生產(chǎn)單位將醪糟和醪液變廢為 寶，生產(chǎn)沼氣并為企業(yè)創(chuàng)造更多的利潤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供一種利用植物秸桿聯(lián)產(chǎn)乙醇和 沼氣的工藝。
[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0008] -種利用植物秸桿聯(lián)產(chǎn)乙醇和沼氣的工藝，該工藝主要包括以下步驟：
[0009] (1)對植物秸桿進行預(yù)處理；
[0010] (2)將預(yù)處理后的植物秸桿加入質(zhì)量分數(shù)為0.01 % -0.04 %的堿液進行水解，將二 者混合在120-135°C溫度下蒸煮140-180min;
[0011] (3)蒸煮后往步驟(2)中所得的物料中依次加入(NH4) 2S04、CaC03、葡萄糖固體攪 拌均勻，調(diào)節(jié)溶液的pH=6-8,接著向上述物料中接種降解菌和復(fù)合菌，在40°C微氧環(huán)境下 發(fā)酵15-30h，發(fā)酵完成后將產(chǎn)物乙醇進行精餾；
[0012] (4)將植物秸桿發(fā)酵乙醇后剩下的醪糟與醪液的混合物放入沼氣池；
[0013] (5)在沼氣池中加入人畜糞尿和一定量的碳氨，保持醪糟與醪液的混合物和人畜 糞尿的配比為10:1，所述人畜糞尿攜帶一定量的尿素能物質(zhì)，能夠加速植物秸桿的發(fā)酵過 程，且保持沼氣池內(nèi)碳氨比為20:1，碳氨比為20:1適合發(fā)酵過程中微生物的生長，有助于微 生物對秸桿的的分解，接著再接種厭氧活性甲烷菌，繼續(xù)發(fā)酵2個月以生產(chǎn)沼氣。
[0014] 優(yōu)選的，步驟（1)所述的植物秸桿為玉米秸桿、水稻秸桿、小麥秸桿、高粱秸桿、棉 花猜桿。
[0015] 優(yōu)選的，步驟(1)對植物秸桿進行預(yù)處理方法為機械粉碎法，將植物秸桿粉碎成3-8mm的碎料。
[0016]優(yōu)選的，步驟(2)中處理后的植物猜桿與堿液的固液質(zhì)量比為1:15-25。
[0017]優(yōu)選的，步驟(3)中接種的降解菌為物料質(zhì)量的0.5-2%。
[0018] 本發(fā)明所具有的有益效果是：
[0019] 使用本發(fā)明工藝可同時制得乙醇和沼氣，且其乙醇和沼氣綠色環(huán)保，經(jīng)濟實惠，安 全可靠，符合可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保理念，而且該秸桿聯(lián)產(chǎn)乙醇和沼氣的工藝進一步提高了秸 桿的利用率。
【具體實施方式】
[0020] 為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。
[0021] 實施例1
[0022] 一種利用植物秸桿聯(lián)產(chǎn)乙醇和沼氣的工藝，該工藝主要包括以下步驟：
[0023] (1)對植物秸桿進行預(yù)處理；
[0024] (2)將預(yù)處理后的植物秸桿加入質(zhì)量分數(shù)為0.01 %的堿液進行水解，將二者混合 在120°C溫度下蒸煮140min;
[0025] (3)蒸煮后往步驟(2)中所得的物料中依次加入(NH4)2S04、CaC03、葡萄糖固體攪 拌均勻，調(diào)節(jié)溶液的pH = 6,接著向上述物料中接種降解菌，在40°C微氧環(huán)境下發(fā)酵15h，發(fā) 酵完成后將產(chǎn)物乙醇進行精餾；
[0026] (4)將植物秸桿發(fā)酵乙醇后剩下的醪糟與醪液的混合物放入沼氣池；
[0027] (5)在沼氣池中加入人畜糞尿和一定量的碳氨，保持醪糟與醪液的混合物和人畜 糞尿的配比為10:1，且保持沼氣池內(nèi)碳氨比為20:1，接著再接種厭氧活性甲烷菌，繼續(xù)發(fā)酵 2個月以生產(chǎn)沼氣。
[0028] 優(yōu)選的，步驟（1)所述的植物秸桿為玉米秸桿、水稻秸桿、小麥秸桿、高粱秸桿、棉 花猜桿。
[0029] 優(yōu)選的，步驟（1)對植物秸桿進行預(yù)處理方法為機械粉碎法，將植物秸桿粉碎成 3mm的碎料。
[0030] 優(yōu)選的，步驟(2)中處理后的植物秸桿與堿液的固液質(zhì)量比為1:15。
[0031 ]優(yōu)選的，步驟(3)中接種的降解菌為物料質(zhì)量的0.5%。
[0032] 實施例2
[0033] 一種利用植物秸桿聯(lián)產(chǎn)乙醇和沼氣的工藝，該工藝主要包括以下步驟：
[0034] (1)對植物秸桿進行預(yù)處理；
[0035] (2)將預(yù)處理后的植物秸桿加入質(zhì)量分數(shù)為0.04%的堿液進行水解，將二者混合 在135°C溫度下蒸煮180min;
[0036] (3)蒸煮后往步驟(2)中所得的物料中依次加入(NH4) 2S04、CaC03、葡萄糖固體攪 拌均勾，調(diào)節(jié)溶液的pH = 8，接著向上述物料中接種降解菌，在40°C微氧環(huán)境下發(fā)酵30h，發(fā) 酵完成后將產(chǎn)物乙醇進行精餾；
[0037] (4)將植物秸桿發(fā)酵乙醇后剩下的醪糟與醪液的混合物放入沼氣池；
[0038] (5)在沼氣池中加入人畜糞尿和一定量的碳氨，保持醪糟與醪液的混合物和人畜 糞尿的配比為10:1，且保持沼氣池內(nèi)碳氨比為20:1，接著再接種厭氧活性甲烷菌，繼續(xù)發(fā)酵 2個月以生產(chǎn)沼氣。
[0039] 優(yōu)選的，步驟（1)所述的植物秸桿為玉米秸桿、水稻秸桿、小麥秸桿、高粱秸桿、棉 花猜桿。
[0040] 優(yōu)選的，步驟（1)對植物秸桿進行預(yù)處理方法為機械粉碎法，將植物秸桿粉碎成 8mm的碎料。
[0041 ]優(yōu)選的，步驟(2)中處理后的植物猜桿與堿液的固液質(zhì)量比為1:25。
[0042] 優(yōu)選的，步驟(3)中接種的降解菌為物料質(zhì)量的2%。
[0043] 以本發(fā)明的各項實施例作為實驗組，所述對照組與實施例2的區(qū)別在于所述 0.04%的堿液改為0.1%稀硫酸，且對照組的步驟(5)中不添加人畜糞尿與碳氨，其余條件 與實施例2相同。實驗結(jié)果如下表所示：
[0044]
[0045] 由實驗可知，使用本發(fā)明工藝制得的乙醇和沼氣熱值高，且綠色環(huán)保，經(jīng)濟實惠， 安全可靠，符合可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保理念，而且該秸桿聯(lián)產(chǎn)乙醇和沼氣的工藝進一步提高了 秸桿的利用率。
[0046]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該 了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原 理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進 都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界 定。
【主權(quán)項】
1. 一種利用植物秸桿聯(lián)產(chǎn)乙醇和沼氣的工藝，其特征在于:該工藝主要包括以下步驟： (1) 對植物秸桿進行預(yù)處理； (2) 將預(yù)處理后的植物秸桿加入質(zhì)量分數(shù)為0.01 %-0.04%的堿液進行水解，將二者混 合在120-135Γ溫度下蒸煮140-180min; (3) 蒸煮后往步驟(2)中所得的物料中依次加入(NH4) 2S04、CaC03、葡萄糖固體攪拌均 勻，調(diào)節(jié)溶液的pH = 6-8,接著向上述物料中接種降解菌和復(fù)合菌，在40°C微氧環(huán)境下發(fā)酵 15-30h，發(fā)酵完成后將產(chǎn)物乙醇進行精餾； (4) 將植物秸桿發(fā)酵乙醇后剩下的醪糟與醪液的混合物放入沼氣池； (5) 在沼氣池中加入人畜糞尿和一定量的碳氨，保持醪糟與醪液的混合物和人畜糞尿 的配比為10:1，且保持沼氣池內(nèi)碳氨比為20:1，接著再接種厭氧活性甲烷菌，繼續(xù)發(fā)酵2個 月以生產(chǎn)沼氣。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用植物秸桿聯(lián)產(chǎn)乙醇和沼氣的工藝，其特征在于:其中 步驟(1)所述的植物秸桿為玉米秸桿、水稻秸桿、小麥秸桿、高粱秸桿、棉花秸桿。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用植物秸桿聯(lián)產(chǎn)乙醇和沼氣的工藝，其特征在于:其中 步驟(1)對植物秸桿進行預(yù)處理方法為機械粉碎法，將植物秸桿粉碎成3-8mm的碎料。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用植物秸桿聯(lián)產(chǎn)乙醇和沼氣的工藝，其特征在于:其中 步驟(2)中處理后的植物猜桿與堿液的固液質(zhì)量比為1:15-25。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用植物秸桿聯(lián)產(chǎn)乙醇和沼氣的工藝，其特征在于:其中 步驟(3)中接種的酵母菌為物料質(zhì)量的0.5-2%。
【專利摘要】本發(fā)明涉及秸稈再利用領(lǐng)域，具體涉及一種利用植物秸稈聯(lián)產(chǎn)乙醇和沼氣的工藝，該工藝主要包括以下步驟：(1)對植物秸稈進行預(yù)處理；(2)將預(yù)處理后的植物秸稈加入堿液進行水解，將二者蒸煮；(3)蒸煮后依次加入(NH4)2SO4、CaCO3、葡萄糖固體攪拌均勻，接種酵母菌，發(fā)酵完成后將產(chǎn)物乙醇進行精餾；(4)將植物秸稈發(fā)酵乙醇后剩下的醪糟與醪液的混合物放入沼氣池；(5)在沼氣池中加入人畜糞尿和一定量的碳氨，接著再接種厭氧活性甲烷菌，繼續(xù)發(fā)酵以生產(chǎn)沼氣。本發(fā)明工藝制得的乙醇和沼氣熱值高，綠色環(huán)保，經(jīng)濟實惠，安全可靠，符合可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保理念，而且該秸稈聯(lián)產(chǎn)乙醇和沼氣的工藝進一步提高了秸稈的利用率。
【IPC分類】C02F11/04, C12P5/02, C12P7/10
【公開號】CN105603003
【申請?zhí)枴緾N201610055400
【發(fā)明人】許偉平
【申請人】安徽大地節(jié)能科技有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年1月26日