一种甲烷生产设备及其系统技术方案

一种甲烷生产设备及其系统，其涉及农业废弃物资源化利用及环境保护技术领域。该设备通过设置依次连通的热碱预处理装置、酶水解装置和厌氧膨胀颗粒污泥床反应器，使得生产甲烷的原料底物能够先后进行热碱预处理、酶水解和厌氧消化，从而达到高效率持续产出甲烷的目的；通过在热碱预处理装置与酶水解装置之间设置紫外消毒器，实现了酶水解前后的两次灭菌处理，保证了底物原料的甲烷转化率。因此，上述的甲烷生产设备及其系统，不但具备较高的甲烷生产的工艺效率，而且其可以将作物秸秆和畜粪作为甲烷生产的原料进行加工利用，减少了环境污染，提高了资源利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种甲烷生产设备及其系统
本技术涉及农业废弃物资源化利用及环境保护
，具体而言，涉及一种甲烷生产设备及其系统。
技术介绍
随着全世界能源的需求不断增长以及化石能源的逐渐匮乏，寻求可替代再生能源并提高能源利用率已迫在眉睫。甲烷是一种能量高的可燃气体，其具有可再生、成本低、污染小等特点。如富含木质纤维素的植物秸秆或者富含蛋白质的动物粪便都有望作为产甲烷的原材料。我国农作物秸秆年产量高达8亿多吨，但是，我国的秸秆综合利用率只有30％左右，过剩的秸秆主要以焚烧和废弃的形式处理，导致了环境的污染也浪费了资源。同时，另外一种农业废弃物——畜禽粪便每年约产生二十亿吨，如果处置不当会造成水体和土壤的污染，而畜禽粪便同样被认为是一种重要的能源载体有机废物。因此，采用畜粪秸秆消化产沼气成为了一种操作简单、成本较低的甲烷生产方式，但是目前畜粪秸秆厌氧消化产沼气仍存在工艺耗时长、甲烷产率低等问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种甲烷生产设备，其能够提升厌氧消化产甲烷的效率，大幅缩短厌氧消化的停留时间。本技术的另一目的在于提供一种甲烷生产系统，其包括上述的甲烷生产设备，其能够在提高畜粪和秸秆利用率的同时，提升厌氧消化产甲烷的效率，并且还能起到减少环境污染的效果。本技术的实施例是这样实现的：一种甲烷生产设备，其包括热碱预处理装置、酶水解装置和厌氧膨胀颗粒污泥床反应器，热碱预处理装置、酶水解装置和厌氧膨胀颗粒污泥床反应器依次连通。进一步地，在本技术较佳的实施例中，上述热碱预处理装置包括用于进行秸秆热碱预处理的第一预处理池、用于进行畜粪热碱预处理的第二预处理池以及碱液罐，碱液罐均与第一预处理池和第二预处理池连通。进一步地，在本技术较佳的实施例中，上述酶水解装置包括与第一预处理池和第二预处理池对应的第一酶水解池和第二酶水解池，第一酶水解池和第二酶水解池均设置有搅拌器。进一步地，在本技术较佳的实施例中，上述第一预处理池、第二预处理池、第一酶水解池和第二酶水解池均设置有温控装置。进一步地，在本技术较佳的实施例中，上述第二预处理池和第二酶水解池之间还设置有紫外消毒装置。进一步地，在本技术较佳的实施例中，上述甲烷生产设备还包括过滤回流装置，过滤回流装置均与酶水解装置和厌氧膨胀颗粒污泥床反应器连通。进一步地，在本技术较佳的实施例中，上述第一酶水解池和第二酶水解池均是由碳钢材料制成的。进一步地，在本技术较佳的实施例中，上述第一预处理池和第二预处理池均是由水泥筑成的。进一步地，在本技术较佳的实施例中，上述厌氧膨胀颗粒污泥床反应器由双层碳钢制成，且厌氧膨胀颗粒污泥床反应器内部设置有三相分离器；厌氧膨胀颗粒污泥床反应器外部还设置有洗气罐和集气罐，洗气罐分别与厌氧膨胀颗粒污泥床反应器和集气水瓶连通。一种甲烷生产系统，其包括上述的甲烷生产设备。本技术实施例的有益效果是：上述的甲烷生产设备通过设置依次连通的热碱预处理装置、酶水解装置和厌氧膨胀颗粒污泥床反应器，使得甲烷生产的原料能够先后进行热碱预处理、酶水解和厌氧消化，从而高效率的持续产出甲烷。因此，本技术实施例提供的上述甲烷生产设备及其系统，不但具备较高的甲烷生产工艺效率，而且其可以将作物秸秆和畜粪作为甲烷生产的原料进行加工利用，减少了这些废弃物对环境的污染，也提高了资源利用率。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本技术第一实施例提供甲烷生产设备的平面结构示意图；图2为本技术第一实施例提供甲烷生产系统的结构模块连接示意图；图3为本技术第二实施例提供甲烷生产设备的平面结构示意图；图4为本技术第二实施例提供甲烷生产系统的结构模块连接示意图。图标：10-甲烷生产系统；100-甲烷生产设备；20-甲烷生产系统；200-甲烷生产设备；110-控制系统；112-手动控制系统；114-智能控制系统；120-热碱预处理装置；121-搅拌器；122-第一预处理池；123-碱液罐；124-第二预处理池；224-第二预处理池；125-温控装置；140-酶水解装置；141-搅拌器；142-第一酶水解池；144-第二酶水解池；244-第二酶水解池；145-温控装置；147-电动泵；149-电动泵；150-过滤回流装置；152-反冲洗装置；157-电动泵；160-厌氧膨胀颗粒污泥床反应器；162-三相分离器；164-洗气罐；166-集气罐；230-紫外线消毒器。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。第一实施例请参照图1，本实施例提供了一种甲烷生产设备100，其主要应用于热碱-酶水解-厌氧消化产甲烷工艺中使用，并且其待加工原料可以是畜粪和作物秸秆。需要说明的是，本实施例提供的甲烷生产设备100，不但能够高效率的产出甲烷，而且其使得畜粪和秸秆的可资源化的利用率得以提升，有利于节约资源和减少环境污染。进一步地，本实施例提供的甲烷生产设备100包括依次连通的热碱预处理装置120、酶水解装置140和厌氧膨胀颗粒污泥床反应器160，即通过热碱预处理装置120、酶水解装置140和厌氧膨胀颗粒污泥床反应器160的设置，使得甲烷生产的原料底物能够先后进行热碱预处理、酶水解和厌氧消化，从而高效率持续产出甲烷。进一步地，本实施例提供的热碱预处理装置120包括用于进行秸秆热碱预处理的第一预处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甲烷生产设备，其特征在于，其包括热碱预处理装置、酶水解装置和厌氧膨胀颗粒污泥床反应器，所述热碱预处理装置、所述酶水解装置和所述厌氧膨胀颗粒污泥床反应器依次连通。

【技术特征摘要】
1.一种甲烷生产设备，其特征在于，其包括热碱预处理装置、酶水解装置和厌氧膨胀颗粒污泥床反应器，所述热碱预处理装置、所述酶水解装置和所述厌氧膨胀颗粒污泥床反应器依次连通。2.根据权利要求1所述的甲烷生产设备，其特征在于，所述热碱预处理装置包括用于进行秸秆热碱预处理的第一预处理池、用于进行畜粪热碱预处理的第二预处理池以及碱液罐，所述碱液罐均与所述第一预处理池和所述第二预处理池连通。3.根据权利要求2所述的甲烷生产设备，其特征在于，所述酶水解装置包括与所述第一预处理池和所述第二预处理池对应的第一酶水解池和第二酶水解池，所述第一酶水解池和所述第二酶水解池均设置有搅拌器。4.根据权利要求3所述的甲烷生产设备，其特征在于，所述第一预处理池、所述第二预处理池、所述第一酶水解池和所述第二酶水解池均设置有温控装置。5.根据权利要求3或4所述的甲烷生产设备，其特征在于，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：远野，卞爱琴，丁成，严金龙，陈天明，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：新型
国别省市：江苏,32