生物質(zhì)秸稈五相厭氧發(fā)酵工藝的制作方法
【專利說明】
所屬技術(shù)領域
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[0001]本發(fā)明涉及一種用高電位酸性氧化電位水生物酶反應罐相技術(shù)單元；電脈沖電解相技術(shù)單元；超聲波破胞空化攪拌相技術(shù)單元；文氏射流空化式高壓水循環(huán)相技術(shù)單元；固液氣分離相技術(shù)單元的多相混合厭氧發(fā)酵技術(shù)，組合成封閉式、一體化、內(nèi)循環(huán)生物質(zhì)秸桿五相厭氧發(fā)酵工藝
【背景技術(shù)】
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[0002]目前，由于生物質(zhì)秸桿的木質(zhì)纖維素含量高、消化率低、產(chǎn)氣量少，一般不能完全以秸桿原料生產(chǎn)沼氣。在厭氧發(fā)酵前，對秸桿進行快速化學處理，預先把秸桿轉(zhuǎn)化成易于消化的“食料”，可使秸桿的產(chǎn)氣量提高50%至120%，為秸桿的規(guī)?；餁饣峁┝饲疤釛l件?；瘜W預處理和高效反應器技術(shù)，可提高秸桿的可生物降解性能、縮短消化時間，解決秸桿木質(zhì)纖維素含量較高、不易被厭氧菌消化、厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣量低、經(jīng)濟效益差問題。但化學預處理添加的化學成份會造成二次污染，而且會阻止厭氧生物菌的生長，不能很好適應厭氧工藝的原料來源的前期消化工藝，
[0003]為提高厭氧發(fā)酵效率，現(xiàn)階段在厭氧工藝中普遍采用加溫、機械攪拌、添加高效菌種、截留活性污泥等被動處理方法和工藝。所有這些現(xiàn)行技術(shù)和方法，不能有效地干預和增加能量，來控制和改變厭氧工藝，量化生物質(zhì)能量。因此，利用高電位酸性氧化電位水生物酶反應罐相技術(shù)單元(引用CN101608411專利文獻)；電脈沖電解相技術(shù)單元；超聲波破胞空化攪拌相技術(shù)單元；文氏射流空化式高壓水循環(huán)相技術(shù)單元；固液氣分離相技術(shù)單元組合成封閉式、一體化、內(nèi)循環(huán)生物質(zhì)稻桿五相厭氧發(fā)酵工藝，是物理技術(shù)、化學技術(shù)、生物技術(shù)、機電技術(shù)等方面的單學科技術(shù)組合，是多學科交叉技術(shù)對農(nóng)作物秸桿的開發(fā)應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]為了克服現(xiàn)有生物質(zhì)秸桿厭氧發(fā)酵工藝中技術(shù)和方法的不足，本發(fā)明提供一種利用高電位酸性氧化電位水生物酶相技術(shù)單元；電脈沖電解相技術(shù)單元；超聲波破胞空化攪拌相技術(shù)單元:文氏射流空化式高壓水循環(huán)相技術(shù)單元；固液氣分離相技術(shù)單元的多相混合厭氧發(fā)酵技術(shù)，組合成封閉式、一體化、內(nèi)循環(huán)生物質(zhì)秸桿五相厭氧發(fā)酵工藝，該工藝是物理技術(shù)、化學技術(shù)、生物技術(shù)、機電技術(shù)等方面的單學科技術(shù)的組合，是多學科交叉技術(shù)對農(nóng)作物秸桿的開發(fā)應用。
[0005]技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:利用高電位酸性氧化電位水生物酶相技術(shù)單元；電脈沖電解相技術(shù)單元；超聲波破胞空化攪拌相技術(shù)單元；文氏射流空化式高壓水循環(huán)相技術(shù)單元；固液氣分離相技術(shù)單元的多相混合厭氧發(fā)酵技術(shù)，組合成封閉式、一體化、內(nèi)循環(huán)生物質(zhì)秸桿五相厭氧發(fā)酵工藝。
[0007]在這工藝中其主要特征是將高電位酸性氧化電位水生物酶相技術(shù)單元；電脈沖電解相技術(shù)單元；超聲波破胞空化攪拌相技術(shù)單元；文氏射流空化式高壓水循環(huán)相技術(shù)單元；固液氣分離相技術(shù)單元五項技術(shù)應用在生物質(zhì)秸桿厭氧發(fā)酵工藝中的方法。
[0008]在方案實施中，生物質(zhì)秸桿通過收集壓縮，一次裝入高電位酸性氧化電位水生物酶相技術(shù)單元反應罐，反應罐通過工藝中設置的高電位酸性氧化電位水發(fā)生器，產(chǎn)生高電位酸性氧化電位水，高電位酸性氧化電位水和添加的微量生物酶，通過高壓水泵、文氏射流空化槍和密閉管道，噴入高電位酸性氧化電位水生物酶相技術(shù)單元反應罐。生物質(zhì)秸桿在反應罐中，經(jīng)高電位酸性氧化電位水的酸化和酶化，破壞細胞壁中半纖維素與木質(zhì)素形成的共價鍵，以達到使原料結(jié)構(gòu)疏松。使原料中的半纖維素和木質(zhì)素充分溶解、分離和降解，從而達到提高秸桿消化率。經(jīng)過高電位酸性氧化電位水生物酶相溶解出來的濃溶液，通過密閉管道，經(jīng)循環(huán)泵的壓力送入電脈沖電解相技術(shù)單元；濃溶液在電脈沖電解相得到正能量補充和刺激，使微生物急速增長，提高了產(chǎn)能效率，被電脈沖電解相技術(shù)單元發(fā)酵過的濃溶液，繼續(xù)經(jīng)密閉管道進入超聲波破胞空化攪拌相技術(shù)單元；濃溶液被超聲波破胞空化攪拌相繼續(xù)破胞、空化、攪拌。深度的生化了溶液中的生物質(zhì)能。被超聲波破胞空化攪拌相處理過的氣固液，繼續(xù)通過密閉管道進入固液氣分離相技術(shù)單元實施固液氣分離，分離出來的氣體被送出凈化利用。固液則通過密閉管道回流至高電位酸性氧化電位水發(fā)生器，產(chǎn)生高電位酸性氧化電位水，產(chǎn)生高電位酸性氧化電位水再經(jīng)高壓水泵、文氏射流空化槍進行循環(huán)工作，完成全部流程，形成封閉式、一體化、內(nèi)循環(huán)生物質(zhì)秸桿五相混合厭氧發(fā)酵工藝。
[0009]有益效果:本發(fā)明的有益效果是，可提高秸桿的可生化降解性能、縮短消化時間，解決秸桿木質(zhì)纖維素含量較高、不易被厭氧菌消化、厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣量低、經(jīng)濟效益差的問題。本發(fā)明以多相技術(shù)單元加以組合成封閉式、一體化、內(nèi)循環(huán)的工作方法，提高了厭氧效率和產(chǎn)能，提高了技術(shù)進步，改變了傳統(tǒng)厭氧工藝和技術(shù)路線，解決了生物質(zhì)秸桿小型一體化，一次性降解、消化、轉(zhuǎn)換的工藝要求。為我國生物質(zhì)能面廣、量大、不易收集、不易運輸、不易倉儲的問題，實現(xiàn)了就地收集、就地處理、就地轉(zhuǎn)化、就地應用、就地循環(huán)的目的。
【附圖說明】
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[0010]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0011]圖1是本發(fā)明的工藝流程結(jié)構(gòu)組合流程圖。
[0012]圖中1、文氏射流空化式高壓水循環(huán)相技術(shù)單元，2、高電位酸性氧化電位水發(fā)生器，3、高壓水泵，4、文氏射流空化槍，5、密閉管道，6、密閉管道，7、高電位酸性氧化電位水生物酶相技術(shù)單元，8、密閉管道，9、電脈沖電解相技術(shù)單元，10、密閉管道，11、超聲波破胞空化攪拌相技術(shù)單元，12、密閉管道，13、固液氣分離相技術(shù)單元。14、密閉管道，5、氣體出口管。
【具體實施方式】
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[0013]在圖1中，生物質(zhì)秸桿通過收集壓縮，一次裝入高電位酸性氧化電位水生物酶相技術(shù)單元反應罐(7)，反應罐通過工藝中設置的高電位酸性氧化電位水發(fā)生器(2)，產(chǎn)生高電位酸性氧化電位水，高電位酸性氧化電位水和添加的生物酶，通過高壓水泵(3)、文氏射流空化槍(4)和密閉管道￠)，噴入高電位酸性氧化電位水生物酶相技術(shù)單元反應罐(7)。生物質(zhì)秸桿在反應罐(7)中，經(jīng)高電位酸性氧化電位水的酸化和酶化，破壞細胞壁中半纖維素與木質(zhì)素形成的共價鍵，以達到使原料結(jié)構(gòu)疏松。使原料中的半纖維素和木質(zhì)素充分溶解分離和降解，從而達到提高秸桿消化率。經(jīng)過高電位酸性氧化電位水生物酶反應罐相
(7)溶解出來的濃溶液，通過密閉管道(8)，經(jīng)循環(huán)泵(3)的壓力送入電脈沖電解相技術(shù)單元(9);濃溶液在電脈沖電解相(9)得到正能量補充和刺激，使微生物急速增長，提高了產(chǎn)能效率，被電脈沖電解相技術(shù)單元(9)發(fā)酵過的濃溶液，繼續(xù)經(jīng)密閉管道(10)進入超聲波破胞空化攪拌相技術(shù)單元(11);濃溶液被超聲波破胞空化攪拌相(11)繼續(xù)破胞、空化、攪拌。深度的生化了溶液中的生物質(zhì)能。被超聲波破胞空化攪拌相(11)處理過的氣固液，繼續(xù)通過密閉管道(12)進入固液氣分離相技術(shù)單元(13)實施固液氣分離，分離出來的氣體被(15)送出凈化利用。固液則通過密閉管道(14)回流至高電位酸性氧化電位水發(fā)生器
(2)，產(chǎn)生高電位酸性氧化電位水，產(chǎn)生高電位酸性氧化電位水再經(jīng)高壓水泵(3)、文氏射流空化槍(4)進行循環(huán)工作，完成全部流程，形成封閉式、一體化、內(nèi)循環(huán)生物質(zhì)秸桿五相混合厭氧發(fā)酵工藝。
【主權(quán)項】
1.一種生物質(zhì)秸桿五相厭氧發(fā)酵工藝，用高電位酸性氧化電位水生物酶相技術(shù)單元，電脈沖電解相技術(shù)單元，超聲波破胞空化攪拌相技術(shù)單元，文氏射流空化式高壓水循環(huán)相技術(shù)單元，固液氣分離相技術(shù)單元的多相混合厭氧發(fā)酵技術(shù)應用在生物質(zhì)秸桿厭氧發(fā)酵工藝中的方法，并組合成封閉式、一體化、內(nèi)循環(huán)生物質(zhì)秸桿五相厭氧發(fā)酵工藝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物質(zhì)秸桿五相厭氧發(fā)酵工藝，其特征是:用高電位酸性氧化電位水生物酶相技術(shù)單元，電脈沖電解相技術(shù)單元，超聲波破胞空化攪拌相技術(shù)單元，文氏射流空化式高壓水循環(huán)相技術(shù)單元，固液氣分離相技術(shù)單元的五相獨立單元組合的厭氧發(fā)酵技術(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物質(zhì)秸桿五相厭氧發(fā)酵工藝，其特征是:高電位酸性氧化電位水生物酶相技術(shù)單元，電脈沖電解相技術(shù)單元，超聲波破胞空化攪拌相技術(shù)單元，文氏射流空化式高壓水循環(huán)相技術(shù)單元，固液氣分離相技術(shù)單元的多相混合厭氧發(fā)酵技術(shù)應用在生物質(zhì)秸桿厭氧發(fā)酵工藝中的方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物質(zhì)秸桿五相厭氧發(fā)酵工藝，其特征:五相單元組合成封閉式、一內(nèi)循環(huán)、一體化生物質(zhì)秸桿五相厭氧發(fā)酵工藝。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種利用高電位酸性氧化電位水相技術(shù)單元；電脈沖電解相技術(shù)單元；超聲波破胞空化攪拌相技術(shù)單元；文氏射流空化式高壓水循環(huán)相技術(shù)單元；固液氣分離相技術(shù)單元的多相混合厭氧發(fā)酵技術(shù)，組合成封閉式、一體化、內(nèi)循環(huán)生物質(zhì)秸稈五相厭氧發(fā)酵工藝，該工藝是物理技術(shù)、化學技術(shù)、生物技術(shù)、機電技術(shù)等方面的單學科技術(shù)的組合，是多學科交叉技術(shù)對農(nóng)作物秸稈的開發(fā)應用。
【IPC分類】C12P5-02
【公開號】CN104862339
【申請?zhí)枴緾N201410060495
【發(fā)明人】徐東來, 胡瑞, 丁先堂, 楊邦中, 管守勝, 許玉紅, 呂宏生, 張曼麗
【申請人】宿遷市應農(nóng)生物質(zhì)能研發(fā)中心
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2014年2月24日