了因直接對(duì)原料進(jìn)行水熱處理所產(chǎn)生的抑制物出現(xiàn)，且提高了水熱處理的效率。原理為中溫發(fā)酵將容易降解利用的可溶性糖類(lèi)和半纖維素轉(zhuǎn)化為甲烷，中溫發(fā)酵后剩下的固形物主要是真正難降解的纖維素和木質(zhì)素，此時(shí)再進(jìn)行水熱處理，水蒸汽可以直接作用于真正難降解的纖維素和木質(zhì)素從而提高木質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)的破壞程度。另外，中溫發(fā)酵后容易降解利用的可溶性糖類(lèi)和半纖維素已經(jīng)被利用完，此時(shí)在進(jìn)行水熱處理就不會(huì)產(chǎn)生糠醛、呋喃等對(duì)后續(xù)發(fā)酵具有抑制作用的物質(zhì)；(3)將中溫發(fā)酵、水熱處理、高溫發(fā)酵的沼氣制備工藝與沼氣發(fā)電余熱綜合利用相結(jié)合，提高了玉米秸桿沼氣制備效率，降低了系統(tǒng)的綜合能耗。根據(jù)沼氣發(fā)電余熱源的品位，進(jìn)行梯級(jí)綜合利用，系統(tǒng)的熱利用效率較高。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本發(fā)明玉米秸桿沼氣制備耦合發(fā)電余熱利用方法實(shí)施例的工藝流程圖
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0028]如圖1所示，為本發(fā)明玉米秸桿沼氣制備耦合發(fā)電余熱利用方法實(shí)施例的工藝流程圖，包括如下步驟:玉米秸桿粉碎、調(diào)質(zhì)增溫、中溫發(fā)酵、固液分離、水熱處理、高溫發(fā)酵、發(fā)酵剩余物換熱及固液分離、沼渣烘干、沼氣發(fā)電與余熱利用，具體為:
[0029]步驟(I)玉米秸桿粉碎:將收集的玉米秸桿粉碎至粒徑< 1mm ;
[0030]步驟(2)調(diào)質(zhì)增溫:將高溫發(fā)酵剩余物固液分離后的沼液與粉碎后的玉米秸桿混合為混合物料，調(diào)節(jié)混合物料的總固體質(zhì)量百分含量< 15%，同時(shí)，通過(guò)泥-水換熱回收高溫發(fā)酵剩余物的熱量，將該熱量用于上述混合物料增溫；
[0031]步驟(3)中溫發(fā)酵:將調(diào)質(zhì)增溫后的混合物料進(jìn)行中溫發(fā)酵，通過(guò)水-水換熱回收沼氣發(fā)電機(jī)組中的冷卻水(50-60°C )和缸套水(85-95°C )的熱量，將該熱量用于中溫發(fā)酵增溫保溫，控制中溫發(fā)酵溫度為35-40°C，物料停留時(shí)間為3-4天。其中，青綠玉米秸桿優(yōu)選為3天，干玉米秸桿優(yōu)選為4天；
[0032]步驟(4)固液分離:對(duì)完成中溫發(fā)酵后的發(fā)酵剩余物進(jìn)行固液分離，分離為液體和固渣兩部分；
[0033]步驟(5)水熱處理:將將固液分離后的固渣進(jìn)行水熱處理，水熱處理的熱量(蒸汽)采用來(lái)自于沼渣烘干所產(chǎn)生的高溫蒸汽，控制水熱處理的溫度為120_160°C，優(yōu)選為140°C，水熱處理時(shí)間為30分鐘；
[0034]步驟(6)高溫發(fā)酵:將水熱處理后的固渣與固液分離后的液體混合后進(jìn)行高溫發(fā)酵，液體主要用來(lái)對(duì)水熱處理后的固渣進(jìn)行熱交換降溫，同時(shí)，高溫固渣攜帶的熱量用于維持高溫發(fā)酵所需的溫度，控制高溫發(fā)酵溫度為50-55°C，物料停留時(shí)間為12-25天。其中，青綠玉米秸桿優(yōu)選為12天，干玉米秸桿優(yōu)選為25天；
[0035]步驟(7)發(fā)酵剩余物換熱及固液分離:對(duì)高溫發(fā)酵后的發(fā)酵剩余物進(jìn)行換熱，通過(guò)泥-水換熱回收完成高溫發(fā)酵后剩余物蘊(yùn)藏的熱量，并將該熱量用于加熱增溫步驟(2)中粉碎后的玉米秸桿與沼液的混合物料；經(jīng)換熱后的高溫發(fā)酵剩余物進(jìn)行固液分離，分離為沼液和沼渣，其中沼液主要通過(guò)回流用于調(diào)節(jié)粉碎后玉米秸桿的總固體質(zhì)量百分含量，多余的沼液排放，優(yōu)先用于農(nóng)業(yè)應(yīng)用；
[0036]步驟(8)沼渣烘干:對(duì)高溫發(fā)酵后發(fā)酵剩余物中的沼渣烘干，沼渣進(jìn)行烘干用于生產(chǎn)固體有機(jī)肥，用于烘干沼渣的熱量來(lái)自于沼氣發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生高溫?zé)煔?500-600°C )，高溫?zé)煔鈳ё哒釉械乃菪纬筛邷卣羝邷卣羝臒崃坑糜诓襟E(5)水熱處理；
[0037]步驟(9)沼氣發(fā)電與余熱利用:收集步驟(3)中溫發(fā)酵和步驟(6)高溫發(fā)酵后產(chǎn)生的沼氣，凈化后進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)。發(fā)電的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的余熱，余熱以三種形式存在:一是500-600°C的高溫?zé)煔?，二?5-95°C的高溫缸套水、三是50-60°C的中冷器和潤(rùn)滑油冷卻水。對(duì)這三種不同熱量品位的余熱進(jìn)行綜合利用:沼氣發(fā)電機(jī)組排出的高溫?zé)煔庵苯佑糜诓襟E(8)的沼渣進(jìn)行烘干，并形成高溫蒸汽，進(jìn)而用作步驟(5)水熱處理的蒸汽源；通過(guò)水-水換熱依次回收沼氣發(fā)電機(jī)組中中冷器和潤(rùn)滑油冷卻水、高溫缸套水的熱量，并將該熱量用于步驟(3)中溫發(fā)酵物料的增溫保溫。
[0038]實(shí)施例一
[0039]7月份，收集剛剛收獲青玉米(乳熟期的玉米)的青綠玉米秸桿50噸，玉米秸桿的固體含量(TS)為20%，揮發(fā)性固體含量(VS)為18%，將其粉碎至粒徑< 1mm;添加來(lái)自于后端高溫發(fā)酵剩余物固液分離后的沼液50噸，與玉米秸桿混合，調(diào)節(jié)混合物料的總固體質(zhì)量百分含量為10%，此時(shí)混合物料溫度約25°C，通過(guò)泥-水換熱回收后端高溫發(fā)酵剩余物的熱量，并將該熱量以熱水的形式用于上述混合物料增溫，增溫至30°C ;將增溫后的上述混合物料進(jìn)行中溫發(fā)酵，通過(guò)水-水換熱回收沼氣發(fā)電機(jī)組中的冷卻水(50°C )和缸套水(85°C)的熱量，并將該熱量以熱水的形式用于中溫發(fā)酵物料的增溫保溫，控制中溫發(fā)酵的溫度為40 V，物料停留時(shí)間3天；對(duì)完成中溫發(fā)酵后的物料進(jìn)行固液分離，分離為液體和固渣兩部分；將固渣進(jìn)行水熱處理，水熱處理的熱量(蒸汽)采用來(lái)自于沼渣烘干所產(chǎn)生的高溫蒸汽，控制水熱處理的溫度為120°C，水熱處理時(shí)間為30分鐘；將水熱處理后的固渣與固液分離后的液體混合后進(jìn)行高溫發(fā)酵，液體主要用來(lái)對(duì)水熱處理后的固渣進(jìn)行熱交換降溫，同時(shí)，高溫固渣攜帶的熱量用于維持高溫發(fā)酵所需的溫度，控制高溫發(fā)酵溫度55°C，物料停留時(shí)間為12天；通過(guò)泥-水換熱回收完成高溫發(fā)酵后剩余物蘊(yùn)藏的熱量，并將該熱量用于加熱增溫上述粉碎后玉米秸桿與沼液的混合物料；經(jīng)換熱后的高溫發(fā)酵剩余物進(jìn)行固液分離，分離為沼液和沼渣，將沼液中的50噸回流用于調(diào)節(jié)粉碎后玉米秸桿的總固體質(zhì)量百分含量為10%，其余的沼液用作液體肥排放到農(nóng)田；沼渣進(jìn)行烘干用于生產(chǎn)固體有機(jī)月巴，用于烘干沼渣的熱量來(lái)自于沼氣發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生高溫?zé)煔?500°C )，高溫?zé)煔鈳ё哒釉械乃菪纬筛邷卣羝?，高溫蒸汽用于上述水熱處理；收集中溫發(fā)酵和高溫發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣1860m3和4434m3，共計(jì)5770m3，原料產(chǎn)氣率為617m3/tVS ;凈化后進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)，采用進(jìn)口發(fā)電機(jī)組，發(fā)電效率為2.2kff.h/m3沼氣，發(fā)電量為12694kW.h，發(fā)電的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的余熱，余熱以三種形式存在:一是500°C左右的高溫?zé)煔?，二?5°C左右的高溫缸套水，三是50°C的中冷器和潤(rùn)滑油冷卻水；對(duì)這三種不同熱量品位的余熱進(jìn)行綜合利用，高溫?zé)煔庵苯佑糜诤娓烧釉⑿纬筛邷卣羝M(jìn)而用作水熱處理的蒸汽源；通過(guò)水-水換熱依次回收中冷器和潤(rùn)滑油冷卻水、高溫缸套水的熱量，并將該熱量用于中溫發(fā)酵物料的增溫保溫。
[0040]實(shí)施例二
[0041]9月份，收集剛剛收獲干玉米(完全成熟的玉米)的玉米秸桿30噸，玉米秸桿的固體含量(TS)為35%，揮發(fā)性固體含量(VS)為30%，將其粉碎至粒徑< 1mm;添加來(lái)自于后端高溫發(fā)酵剩余物固液分離后的沼液57.5噸，與玉米秸桿混合，調(diào)節(jié)混合物料的總固體質(zhì)量百分含量12%，此時(shí)混合物料溫度約20°C，通過(guò)泥-水換熱回收后端高溫發(fā)酵剩余物的熱量，并將該熱量以熱水的形式用于上述混合物料增溫，增溫至28°C ;將增溫后的上述混合物進(jìn)行中溫發(fā)酵，通過(guò)水-水換熱回收沼氣發(fā)電機(jī)組中的冷卻水(55°C)和缸套水(90°C )的熱量，并將該熱量以熱水的形式用于中溫發(fā)酵物料的增溫保溫，控制中溫發(fā)酵溫度為37°C，物料停留時(shí)間為3.5天；對(duì)完成中溫發(fā)酵后的物料進(jìn)行固液分離，分離為液體和固渣兩部分；將固渣進(jìn)行水熱處理，水熱處理的熱量(蒸汽)采用來(lái)自于沼渣烘干所產(chǎn)生的高溫蒸汽，控制水熱處理的溫度為140°C，水熱處理時(shí)間為30分鐘；將水熱處理后的固渣與固液分離后的液體混合后進(jìn)行高溫發(fā)酵，液體主要用來(lái)對(duì)水熱處理后的固渣進(jìn)行熱交換降溫，高溫固渣攜帶的熱量用于維持高溫發(fā)酵所需的溫度，控制高溫發(fā)酵溫度為53°C，