物料停留時間19天；通過泥-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57.5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12%，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自于沼氣發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生高溫?zé)煔?550°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1200m3和3300m3，共計4500m3，原料產(chǎn)氣率為500m3/tVS ;凈化后進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)，采用國外發(fā)電機(jī)組，發(fā)電效率為2.0kW ^hAi3沼氣，發(fā)電量為9000kW *h，發(fā)電的同時會產(chǎn)生大量的余熱，余熱以三種形式存在:一是550°C的高溫?zé)煔猓?0 °C的高溫缸套水、三是55°C的中冷器和潤滑油冷卻水；對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?，進(jìn)而用于水熱處理的蒸汽源；通過水-水換熱依次回收中冷器和潤滑油冷卻水、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。
[0042]實施例三
[0043]12月份，收集風(fēng)干晾曬后儲存的干玉米秸桿11噸，玉米秸桿的固體含量(TS)為90%，揮發(fā)性固體含量(VS)為82%，將其粉碎至粒徑< 1mm;添加來自于后端高溫發(fā)酵剩余物固液分離后的沼液55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15%，此時混合物料溫度約15°C，通過泥-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25°C ;將增溫后的上述混合物料進(jìn)行中溫發(fā)酵，通過水-水換熱回收沼氣發(fā)電機(jī)組中的冷卻水(60°C )和缸套水(95°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35°C，物料停留時間4天；對完成中溫發(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160°C，水熱處理時間為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，液體主要用來對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50°C，物料停留時間25天；通過泥-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，將全部沼液55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15% ;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自于沼氣發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生高溫?zé)煔?600°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900m3和3150m3，共計4050m3，原料產(chǎn)氣率為450m3/tVS ;凈化后進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)，采用國產(chǎn)發(fā)電機(jī)組，發(fā)電效率為1.8kff.h/m3沼氣，發(fā)電量為7290kW *h，發(fā)電的同時會產(chǎn)生大量的余熱，余熱以三種形式存在:一是600°C的高溫?zé)煔?，二?5°C的高溫缸套水、三是60°C的中冷器和潤滑油冷卻水；對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?，進(jìn)而用于水熱處理的蒸汽源；通過水-水換熱依次回收中冷器和潤滑油冷卻水、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。
[0044]以上介紹了一種玉米秸桿沼氣制備耦合發(fā)電余熱利用的方法。本發(fā)明并不限定于以上實施例。任何未脫離本發(fā)明技術(shù)方案，即僅僅對其進(jìn)行本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知悉的改進(jìn)或變更，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種玉米秸桿沼氣制備耦合發(fā)電余熱利用的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: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: 步驟(I)玉米秸桿粉碎:將玉米秸桿粉碎； 步驟(2)調(diào)質(zhì)增溫:將高溫發(fā)酵后發(fā)酵剩余物經(jīng)固液分離得到的沼液回流，并將回流的沼液與所述粉碎后的玉米秸桿混合為混合物料，對所述混合物料進(jìn)行加熱增溫； 步驟(3)中溫發(fā)酵:將所述調(diào)質(zhì)增溫后的混合物料進(jìn)行中溫發(fā)酵； 步驟(4)固液分離:將中溫發(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； 步驟(5)水熱處理:將固液分離后的固渣進(jìn)行水熱處理； 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；步驟(7)發(fā)酵剩余物換熱及固液分離:對所述高溫發(fā)酵后發(fā)酵剩余物進(jìn)行換熱，通過換熱回收發(fā)酵剩余物的熱量，并將所述熱量用于加熱增溫所述步驟(2)的混合物料，將換熱后的高溫發(fā)酵剩余物進(jìn)行固液分離，分離為沼液和沼渣； 步驟(8)沼渣烘干:對所述高溫發(fā)酵后發(fā)酵剩余物中的沼渣烘干，產(chǎn)生高溫蒸汽，將所述高溫蒸汽的熱量用于所述步驟(5)水熱處理； 步驟(9)沼氣發(fā)電與余熱利用:收集所述步驟(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)，利用沼氣發(fā)電機(jī)組排出的高溫?zé)煔鈱λ霾襟E(8)的沼渣進(jìn)行烘干，利用沼氣發(fā)電機(jī)組中冷卻水和缸套水中的熱量對所述步驟(3)中溫發(fā)酵的物料進(jìn)行增溫保溫。2.如權(quán)利要求1所述的玉米秸桿沼氣制備耦合發(fā)電余熱利用的方法，其特征在于，所述步驟(I)將玉米稻桿粉碎至粒徑< 10mm。3.如權(quán)利要求2所述的玉米秸桿沼氣制備耦合發(fā)電余熱利用的方法，其特征在于，所述步驟(2)的混合物料中總固體質(zhì)量百分含量< 15%。4.如權(quán)利要求3所述的玉米秸桿沼氣制備耦合發(fā)電余熱利用的方法，其特征在于，所述步驟(3)中溫發(fā)酵的發(fā)酵溫度為35-40°C，混合物料停留時間為3-4天。5.如權(quán)利要求4所述的玉米秸桿沼氣制備耦合發(fā)電余熱利用的方法，其特征在于，所述步驟(5)控制水熱處理的溫度為120-160°C，水熱處理的時間為30分鐘。6.如權(quán)利要求5所述的玉米秸桿沼氣制備耦合發(fā)電余熱利用的方法，其特征在于，所述水熱處理的溫度優(yōu)選為140°C。7.如權(quán)利要求6所述的玉米秸桿沼氣制備耦合發(fā)電余熱利用的方法，其特征在于，所述步驟(6)控制高溫發(fā)酵的溫度為50-55°C，物料停留時間12-25天。8.如權(quán)利要求7所述的玉米秸桿沼氣制備耦合發(fā)電余熱利用的方法，其特征在于，所述步驟(3)中溫發(fā)酵混合物料停留時間青綠玉米秸桿優(yōu)選為3天，干玉米秸桿優(yōu)選為4天。9.如權(quán)利要求8所述的玉米秸桿沼氣制備耦合發(fā)電余熱利用的方法，其特征在于，所述步驟(6)高溫發(fā)酵物料停留時間青綠玉米秸桿優(yōu)選為12天，干玉米秸桿優(yōu)選為25天。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種玉米秸稈沼氣制備耦合發(fā)電余熱利用的方法，該方法包括如下步驟：步驟(1)玉米秸稈粉碎；步驟(2)調(diào)質(zhì)增溫；步驟(3)中溫發(fā)酵；步驟(4)固液分離；步驟(5)水熱處理；步驟(6)高溫發(fā)酵；步驟(7)發(fā)酵剩余物換熱及固液分離；步驟(8)沼渣烘干；步驟(9)沼氣發(fā)電與余熱利用。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，采用中溫發(fā)酵、水熱處理、高溫發(fā)酵相結(jié)合的沼氣制備工藝，提高了原料的沼氣產(chǎn)率，縮短了發(fā)酵周期；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，提高了玉米秸稈沼氣制備效率，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)行梯級綜合利用，系統(tǒng)的熱利用效率較高。
【IPC分類】F02G5/02, C12P5/02
【公開號】CN105039421
【申請?zhí)枴緾N201510443463
【發(fā)明人】李 東, 劉曉風(fēng), 袁月祥, 閆志英, 李志東
【申請人】中國科學(xué)院成都生物研究所
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年7月25日