一種堿液處理泥炭制備沼氣的方法
【專利摘要】本發明公開了一種堿液處理泥炭制備沼氣的方法，天然泥炭粉碎至40～200目，加入1～5倍體積、質量百分比濃度為1～3%的堿液，在80～100℃蒸煮0.5～3h，調節pH為7.0～8.0，添加尿素調節碳氮比為（25～30）:1，添加占物料總體積分數為30%～80%活性污泥，在30～55℃厭氧發酵5～40天制備沼氣，測定沼氣中的甲烷含量。該方法將泥炭作為單一原料粉碎后堿液處理，添加活性污泥發酵沼氣，測定沼氣中甲烷的含量可達50-62％。本發明實現了以泥炭為原料厭氧發酵制備沼氣，開辟了儲量豐富的泥炭綜合利用的新途徑。
【專利說明】一種堿液處理泥炭制備沼氣的方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種堿液處理泥炭制備沼氣的方法，屬于煤炭資源化應用領域。
【背景技術】
[0003]泥炭，是煤化程度最低的煤。泥炭是一種能源，又是工、農業許多部門必須的原材料和化工原料，是一種寶貴的天然礦產資源。泥炭為低值礦產，多被本國、本地區就近農業利用。泥炭因其具有獨特優越的物理性質、化學性質和生物性質，以及低廉的價格，泥炭被廣泛應用于農業、畜牧業、園藝、建筑、環保、工業、醫藥等各個領域。
[0004]專利(200910035462.6)公開了提高木質纖維原料厭氧產氣性能的新方法，將木質纖維原料切碎后與草炭按干物質比9: 11~3:1的比例混合，將混合物進行厭氧發酵產沼氣。張學才等報道了泥炭與豬糞的配比是1:1或1:2在嚴格厭氧的條件下可以制取含甲烷65 %左右的沼氣。(張學才，高風彩.泥炭制沼氣的研究[J].煤氣與熱力，2000，20 (I): 3-5)，前者是泥炭與木質纖維原料混合，后者是泥炭與豬糞混合，都沒有單獨以泥炭為原料厭氧發酵制備沼氣，并實現泥炭的綜合利用和多產品轉化。
[0005]因此，針對泥炭原料厭氧發酵的反應特點，需要研究相應的方法解決泥炭降解轉化的難題，提高泥炭的附加值。
【發明內容】
[0006]本發明需要解決的技術問題就在于克服現有技術的缺陷，提供一種堿液處理泥炭制備沼氣的方法，它采用堿液處理泥炭，`混合厭氧活性污泥發酵沼氣。
[0007]為解決上述問題，本發明采用如下技術方案:
本發明提供了一種堿液處理泥炭制備沼氣的方法，所述方法包括下列步驟:天然泥炭粉碎至40~200目，加入I~5倍體積、質量百分比濃度為I~3%的堿液，在80~100°C蒸煮0.5~3h，調節pH為7.0~8.0，添加尿素調節碳氮比為(25~30): 1，添加占物料總體積分數為30%~80%活性污泥，在30~55°C厭氧發酵5~40天制備沼氣，測定沼氣中的甲烷含量。
[0008]本發明所述堿液為氫氧化鈉、氫氧化鈣或純堿溶液中的任意一種或兩種。
[0009]堿液處理使泥炭中纖維素的形態結構發生了變化，部分分子間氫鍵斷裂，部分酯鍵消失，隨著堿用量的增加，纖維素、木質素結構被破壞的程度越大。這些變化表明堿液處理能提高泥炭纖維素的可及度和反應性，從而改善厭氧發酵性能。針對泥炭化學組成結構特點，采用堿液處理的簡潔的流程、相對溫和的操作條件和有效的技術措施對泥炭進行轉化，易降解的有機質制成氣體清潔燃料沼氣，對泥炭資源的綜合利用開發具有重大意義。
[0010]因而，本發明的有益效果為:
(I)泥炭分級利用，泥炭的主要成分是有機質和腐殖酸，將泥炭中的68%有機質轉化為沼氣等低碳生物質能源，未降解完全的有機質和富集的難降解的腐植酸制成富含腐植酸的有機肥料，使泥炭成分綜合利用，符合國家的產業政策和能源政策，有利于企業調整產品結構、擴大產品種類。
[0011](2)泥炭堿液處理方法簡單實用化，具有反應條件溫和、簡便易行等優點，易于工廠規模化生產處理，泥炭纖維結構疏松易于微生物作用降解轉化產沼氣。
【具體實施方式】
[0012]實施例1
取20g天然泥炭粉碎至40目，加入3倍體積1%氫氧化鈉溶液，在100°C蒸煮0.5h，稀鹽酸調節PH為7.0，然后添加尿素調節碳氮比為25:1，添加體積分數為80%活性污泥，在30°C厭氧發酵5天制備沼氣541ml，氣相色譜測定沼氣中的甲烷含量為62%。
[0013]實施例2
取18g天然泥炭粉碎至80目，加入5倍體積3%氫氧化鈉溶液和氫氧化鈣溶液(體積比1:1 )，在90°C蒸煮lh，稀鹽酸調節pH為8.0，然后添加尿素調節碳氮比為30:1，添加體積分數為50%活性污泥，在35°C厭氧發酵18天制備沼氣468ml，氣相色譜測定沼氣中的甲烷含量為60%。
[0014]實施例3
取20g天然泥炭粉碎至120目，加入I倍體積1%純堿溶液，在80°C蒸煮lh，調節pH為
7.5，然后添加尿素調節碳氮比為30:1，添加體積分數為30%活性污泥，在55°C厭氧發酵40天制備沼氣325ml，氣相色譜測 定沼氣中的甲烷含量為55%。
[0015]實施例4
取30g天然泥炭粉碎至200目，加入3倍體積2%氫氧化鈣溶液，在80°C蒸煮2h，稀鹽酸調節PH為8.0，然后添加尿素調節碳氮比為30:1，添加體積分數為60%活性污泥，在50°C厭氧發酵28天制備沼氣713ml，氣相色譜測定沼氣中的甲烷含量為56%。
[0016]實施例5
取IOg天然泥炭粉碎至40目，加入4倍體積1.5%氫氧化鈉溶液，在90°C蒸煮lh，稀鹽酸調節PH為7.5，然后添加尿素調節碳氮比為28:1，添加體積分數為70%活性污泥，在30°C厭氧發酵35天制備沼氣364ml，氣相色譜測定沼氣中的甲烷含量為60%。
[0017]最后應說明的是:顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或 變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之中。
【權利要求】
1.一種堿液處理泥炭制備沼氣的方法，其特征在于，所述方法包括下列步驟:天然泥炭粉碎至40~200目，加入I~5倍體積、質量百分比濃度為I~3%的堿液，在80~100°C蒸煮0.5~3h，調節pH為7.0~8.0，添加尿素調節碳氮比為(25~30): 1，添加占物料總體積分數為30%~80%活性污泥，在30~55°C厭氧發酵5~40天制備沼氣，測定沼氣中的甲烷含量。
2.如權利要求1所述的堿液處理泥炭制備沼氣的方法，其特征在于，所述堿液為氫氧化鈉、氫氧化鈣或純堿溶液中的任意一種或兩種。
【文檔編號】C12P5/02GK103757057SQ201410033037
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月24日 優先權日:2014年1月24日
【發明者】馬力通, 李珺, 蔡祿, 張永強 申請人:內蒙古科技大學