一種利用秸稈爆破制取沼氣的系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種利用秸稈爆破制取沼氣的系統，包括汽爆罐，所述汽爆罐與調配池連接，調配池與螺桿泵連接，螺桿泵與CSTR反應器連接，CSTR反應器與沼氣凈化裝置連接，沼氣凈化裝置與成品氣柜連接，成品氣柜與發電裝置連接，發電裝置分別與汽爆罐和調配池連接。本系統是一種低能耗、低運行成本的秸稈產沼氣新型工藝，徹底解決了秸稈預處理能耗高、成本高的問題，其社會效益和經濟效益顯著。
【專利說明】
一種利用秸稈爆破制取沼氣的系統
技術領域
[0001]本實用新型屬于沼氣制備設備技術領域，具體涉及一種利用秸桿爆破制取沼氣的系統。
【背景技術】
[0002]隨著我國經濟的快速發展和農村能源結構的調整，農作物剩余物不再是農民生活燃料的全部，過量的農業剩余物，特別是秸桿如何處理，近幾年已經成為農民和政府的包袱。過去很長一段時間，農民利用焚燒的方法，將其還肥于田，但效果不明顯，這不僅浪費了生物質資源，而且對環境也造成了污染，在特定時期對交通運輸和航空安全構成極大威脅。因此，在化石能源日漸匱乏、能源形式日益緊張的今天，人類開始將目光聚焦在新生能源領域，在諸多新能源中，生物質能源被認為是最安全、最穩定的能源。
[0003]我國是世界上最大的農業生產國之一，每年產生的各類作物秸桿約6-7億噸，綜合利用好這一寶貴的綠色資源，推進秸桿能源化利用，不僅可以實現變廢為寶、減少環境污染、促進能源結構調整、增加農民收入，而且更是發展循環經濟，推進節能減排，實現低碳經濟的重要舉措。
[0004]沼氣作為一種高效清潔能源已經得到認可，但以秸桿為主要原料的沼氣工程卻很少，這與秸桿的成分和結構特性有關，秸桿主要是纖維素、半纖維素和木質素組成，彼此粘連又互相間斷，這種結構不利于厭氧菌對纖維素的利用，需對其進行預處理，才能運用于生物質能源領域。而現階段，對纖維素類物質的預處理主要有物理法、化學法、物理化學法和生物法，各種方法各有側重和利弊，對于厭氧菌來說，纖維素、半纖維素和木質素的破碎和降解是產氣率和產氣量的關鍵因素。
[0005]蒸汽爆破是很好的一種對纖維素類物質預處理的方法。秸桿在高溫、高壓蒸汽作用下，纖維素結晶度提高，聚合度下降，半纖維素部分降解，木質素軟化，橫向連結強度下降，甚至軟化可塑，當充滿壓力蒸汽的物料驟然減壓時，孔隙中的氣急劇膨脹，產生“爆破”效果，可部分剝離木質素，并將原料撕裂為細小纖維，非常利于水解菌和厭氧菌的接觸降解產氣。但在進行爆破的過程中會消耗一定的能量，為此，該工藝系統本著能量梯級利用的原貝1J，從生產工藝、能源消費、廢棄物資源化利用等環節使能耗達到最大化利用，顯示出顯著的經濟效益和環保效益。
【實用新型內容】
[0006]針對現有技術中存在的秸桿利用問題，本實用新型提供一種秸桿爆破制取沼氣的系統，減輕環境污染，實現生物質能源的清潔化利用。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案:
[0008]—種利用秸桿爆破制取沼氣的系統，包括汽爆罐，所述汽爆罐與調配池連接，調配池與螺桿栗連接，螺桿栗與CSTR反應器連接，CSTR反應器與沼氣凈化裝置連接，沼氣凈化裝置與成品氣柜連接，成品氣柜與發電裝置連接，發電裝置分別與汽爆罐和調配池連接。
[0009]所述的CSTR反應器與固液分離器連接，固液分離器與調配池連接。
[0010]所述的沼氣凈化裝置包括脫硫罐和脫水罐，CSTR反應器與脫水罐連接，脫水罐與脫硫觸連接，脫硫觸與成品氣柜連接。
[0011]所述調配池通過管道與羅茨風機連接，調配池上方設有沼液回流罐。
[0012]本實用新型的有益效果在于:干法爆破，耗能少、保壓時間短、生產效率高，設備使用管理方便，而且物料流程短，物料中余熱損耗小，能量可梯級循環利用，產生的沼氣直接發電，發電余熱可作為秸桿汽爆的動力；固液分離后的沼液直接與汽爆后的秸桿混合，使沼液的余熱也得到了最大化利用。經過曝氣處理，即向原料中通入微量的空氣(曝氣)，側可以明顯氧化木質素，這樣不但能更進一步的使木質素和纖維素的分離，而且能分解和降解木質素，可以大幅度提高產氣量和產氣率；因此，本系統是一種低能耗、低運行成本的的秸桿產沼氣新型工藝，徹底解決了秸桿預處理能耗高、成本高的問題，其社會效益和經濟效益顯著。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1所示，一種利用秸桿爆破制取沼氣的系統，包括汽爆罐I，所述汽爆罐I與調配池3連接，調配池3與螺桿栗4連接，螺桿栗4與CSTR反應器5連接，CSTR反應器5與沼氣凈化裝置連接，沼氣凈化裝置包括脫水罐6和脫硫罐7，CSTR反應器5與脫水罐6連接，脫水罐6與脫硫罐7連接，脫硫罐7與成品氣柜8連接，成品氣柜8與發電裝置9連接，發電裝置9分別與汽爆罐I和調配池3連接。
[0015]CSTR反應器5與固液分離器10連接，固液分離器10與調配池3連接;所述的調配池3通過管道與羅茨風機11連接，調配池3上方設有沼液回流罐2。
[0016]本實用新型的工作效果如下:
[0017]將秸桿粗粉碎至20-30mm，輸送進入汽爆罐，不加入任何物料，進行干法汽爆;汽爆參數控制:飽和蒸汽壓力為1.8-2.0MPa和2.0-2.2MPa，罐體保壓時間為3.5_4分鐘和3.0-3.5分鐘；
[0018]汽爆后的秸桿與沼液(裝置啟動之前加水)混合，固液比為1:5，進入調配池，然后利用羅茨風機通入空氣，進行間斷曝氣(30分鐘+20分鐘)，時間4-6個小時，然后經由螺桿栗4打入CSTR反應器5進行反應，沼液沼渣通過固液分離器10進行固液分離，沼渣做有機沼渣月巴，沼液全部回流至調配池3進行再利用；CSTR反應器5產生的沼氣經由脫水罐6與脫硫罐7進一步凈化后儲存至成品氣柜，經由發電裝置9發電后余熱產生蒸汽，蒸汽進入汽爆罐1，作為秸桿汽爆的動力，發電后廢水用來加熱調配池3內物料，實現能量梯級循環。
[0019]本系統是一種低能耗、低運行成本的的秸桿產沼氣新型工藝，徹底解決了秸桿產沼氣降解難的問題，其社會效益和經濟效益顯著，利于工業化應用。
[0020]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征以及本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型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實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型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實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種利用秸桿爆破制取沼氣的系統，包括汽爆罐(I)，其特征在于:所述汽爆罐(I)與調配池(3 )連接，調配池(3 )與螺桿栗(4 )連接，螺桿栗(4)與CSTR反應器(5 )連接，CSTR反應器(5)與沼氣凈化裝置連接，沼氣凈化裝置與成品氣柜(8)連接，成品氣柜(8)與發電裝置(9)連接，發電裝置(9)分別與汽爆罐(I)和調配池(3)連接。2.根據權利要求1所述的利用秸桿爆破制取沼氣的系統，其特征在于:所述的CSTR反應器(5)與固液分離器(10)連接，固液分離器(10)與調配池(3)連接。3.根據權利要求1所述的利用秸桿爆破制取沼氣的系統，其特征在于:所述的沼氣凈化裝置包括脫水罐(6)和脫硫罐(7)，CSTR反應器(5)與脫水罐(6)連接，脫水罐(6)與脫硫罐(7)連接，脫硫罐(7)與成品氣柜(8)連接。4.根據權利要求1所述的利用秸桿爆破制取沼氣的系統，其特征在于:所述調配池(3)通過管道與羅茨風機(11)連接，調配池(3)上方設有沼液回流罐(2)。
【文檔編號】C12M1/107GK205528742SQ201620088999
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月29日
【發明人】盧新社, 王建平, 夏偉民, 李寶霞
【申請人】鶴壁中鶴新能源研發有限公司, 臨潁縣農業局