一种以海带为原料生产沼气的方法技术

本发明专利技术涉及一种以海带为原料生产沼气的方法。包括以下步骤：（１）用水对海带进行漂洗；（２）对步骤（１）所得的海带进行晾干、粉碎处理，粉碎至粒径为１００～２００目；（３）将步骤（２）所得的海带投入到发酵装置中，加入接种物，接种物ＴＳ与海带ＴＳ的重量比为１∶１～５；（４）加淡水调整发酵装置内总固形物含量为２．５％～１０％；（５）控制步骤（４）中混合物的初始ｐＨ值在６．５～７．５；（６）将发酵装置密封，置于恒温水浴中，控制发酵温度在３５±３℃。本发明专利技术以非常低廉的成本在获取沼气这一能源，为海带提供了一种新的利用途径，可大力推动海带栽培业的发展，而海带栽培业可以促进海洋生态环境的改善。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能源领域，具体是涉及一种生产沼气的方法，更具体是一种以海带(Laminaria japonica)为原料生产沼气的方法。
技术介绍
生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石 油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统 中占有重要地位。有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续 能源系统的组成部分，到下世纪中叶，釆用新技术生产的各种生物质 替代燃料将占全球总能耗的40%以上。目前，生物质能技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之 一，受到世界各国政府与科学家的关注。我国是一个人口大国，又是 一个经济迅速发展的国家，21世纪将面临着经济增长和环境保护的 双重压力。因此改变能源生产和消费方式，开发利用生物质能等可再 生的清洁能源资源对建立可持续的能源系统，促进国民经济发展和环 境保护具有重大意义。在生物质能领域，沼气占有重要地位。沼气是一种可再生的清洁 能源，由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。沼气是 有机物在隔绝空气和一定的温度、湿度、酸碱度等条件下，经过沼气 细菌的作用产生的一种可燃气体。沼气是一种混合气体，主要成分是 甲烷、其余为二氧化碳、氧气、氮气和硫化氢，其中甲烷含量约为 55%—70%， 二氧化碳含量约为30%—45%。甲烷的热值为35. 9MJ/m3， 沼气低热值20--25MJ/m3，与空气混合燃烧时，呈蓝色火焰，温度高 达140(TC,能够产生大量的热量，每立方米沼气的热值相当于5500 大卡原煤3. 3公斤。沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、 照明和气焊等外，还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四 氯化碳等化工原料。经沼气装置发酵后排出的料液和沉渣，含有较丰 富的营养物质，可用作肥料和伺料。沼气发酵作为一项重要的可再生 能源技术和环境治理技术受到世界各国的重视。目前沼气发酵原料主 要是垃圾、粪便、秸秆等工农业生产、生活有机废弃物，可参见中国 专利CN93110816. 0、 CN99802553. 4、 CN01103983. 3、 CN01817788. 3、 CN200510040013. 2等。大型工业化沼气生产和利用的原料主要是工农业生产和生活中产 生的有机废弃物。生物质主要包括薪炭林、经济林、用材林、农作物 秸秆、林业加工残余物和各类有机垃圾等。我国生物质资源十分丰富,3资源总量不低于30亿吨干物质/年，相当于10亿多吨油当量，约为 我国目前石油消耗量的3倍。但是我国作为海洋大国，利用海藻生产沼气的研究和应用却极为 少见。目前，中国海藻产业得到了长足发展，其最大特点是产量高， 人工养殖海藻的产量居世界第一，总产量占世界的一半。在众多栽培 和野生海藻中，海带产量约占世界海藻总产量的一半。我国栽培的海 带品种为日本海带(Laminaria japonica),作为海带生产大国，海 带鲜品产量自1993年持续高达300多万口屯，千品60万呻，2002年 中国养殖海带制品产量841540吨，其中福建省占39. 0%,山东省占 36.9%,辽宁省占23.0%。海带(Laminaria japonica )含碳水化合物54. 3% ~ 56. 3°/。，脂 肪O. 1%~0. 5%，蛋白质8. 2%,粗纤维7. 0%~9. 8%，并含多种维生素 及多种氨基酸，灰分为12. 9%~17. 0%。海带主要用做褐藻胶工业原 料、食用和饲料，但仅仅这些用途还远远不够。海带(Laminaria japonica)生物量巨大，含有丰富的多糖、纤维素和蛋白质，在生物 质能源领域具有巨大的应用潜力，特别是在发酵产沼气方面具有很大 的现实意义。用海带生产工业沼气的研究将生物质能源研究和应用的 领域从陆地扩展到海洋，对海藻生物质能源的研究和应用起到强有力 的示范和拉动作用，也为生物质能源提供了新的发展方向和思路，同 时可大力推动海藻栽培业的发展，而海藻栽培业可以促进海洋生态环 境的改善。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对本专利
现有技术的空白，提供 一种以 海带(Laminaria japonica)为原料生产沼气的方法，针对海带 (Laminaria japonica )的特殊性质，以非常低廉的成本在获取沼气 这一能源，为海带提供了一种新的利用途径，可大力推动海带栽培业 的发展，而海带栽培业可以促进海洋生态环境的改善。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术包括下列步骤(1) 用水对海带(Laminaria japonica )进行漂洗，除去盐分和 泥沙等杂质；(2) 对步骤(1)所得的海带(Laminaria japonica)进行晾干、 粉碎处理，粉碎至粒径为100 200目；(3) 将步骤(2)所得的海带(Laminaria japonica)投入到发 酵装置中，加入接种物，接种物TS(总固体含量)与海带(Laminaria japonica) TS (总固体含量)的重量比为1 : 1 ~ 5;(4) 发酵装置内加淡水，并调整发酵装置内总固形物含量为 2. 5%~ 10%;4(5) 控制步骤(4)中混合物的初始pH值在6.5 7. 5;(6) 将发酵装置密封，置于恒温水浴中，控制发酵温度在35士3°C。2 3天后开始产生沼气，发酵周期在34天左右，发酵过程中，每天对发酵装置进行搅拌、振荡，当发酵装置产气量小于日平均产气 量的5%时补充新原料开始新一轮沼气发酵。可釆用排水集气法收集所生产的沼气，所述排水集气法所用的 水为饱和食盐水。。步骤(2)中，海带(Laminaria japonica)自然晾干后用植物 粉碎机处理5分钟，使海带(Laminaria japonica )粒径达到100 ~ 200目。步骤(3)中，所述接种物为牛粪、猪粪、人粪或污水处理厂二 沉池污泥中的 一种或多种。步骤(5)中，当发酵液自然pH值偏低时，用来调整pH的物质为氢氧化钙、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氨水和草木灰等。 步骤(6)中，发酵过程中，每天对发酵装置进行搅拌、振荡。 本专利技术的优点海带(Laminaria japonica )发酵所产生的沼气 具有较高的品位，本专利技术为海带(Laminaria japonica)的利用提供 了新的途径；本专利技术对海藻生物质能源的研究和应用起到强有力的示 范和拉动作用，也为生物质能源提供了新的发展方向和思路，同时可 大力推动海藻栽培业的发展，而海藻栽培业可以促进海洋生态环境的 改善。口附图说明图1为本专利技术实施例的沼气制备装置示意图。 具体实施例方式如图l所示，实施例采用的沼气制备装置由恒温控制装置l、沼 气发酵瓶2、排水集气瓶3、接水瓶4、导管6构成，所述恒温控制 装置l包括水槽、加热管、温度传感器、温度控制仪和继电器。所述 沼气发酵瓶2釆用2000ml的透明玻璃三角瓶，用来装发酵液IO,沼 气发酵瓶2用适当大小的橡胶塞13封口，在橡胶塞上钻出取样口 5 和输气口。排水集气瓶3也是采用2000ml的透明玻璃三角瓶，橡胶 塞13封口，并在橡胶塞上钻出进气孔和导水孔，所述排水集气瓶3 装有饱和食盐水11。接水瓶4为2000ml透明玻璃烧杯，装有饱和食 盐水12。在所有孔上都插入玻璃管作为连接口，然后用8隨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以海带（Ｌａｍｉｎａｒｉａ　ｊａｐｏｎｉｃａ）为原料生产沼气的方法，其特征是：包括以下步骤：　（１）用水对海带（Ｌａｍｉｎａｒｉａ　ｊａｐｏｎｉｃａ）进行漂洗，除去盐分和泥沙等杂质；　（２）对步骤（１）所得的海带（Ｌａｍｉｎ ａｒｉａ　ｊａｐｏｎｉｃａ）进行晾干、粉碎处理，粉碎至粒径为１００～２００目；　（３）将步骤（２）所得的海带（Ｌａｍｉｎａｒｉａ　ｊａｐｏｎｉｃａ）投入到发酵装置中，加入接种物，接种物ＴＳ（总固体含量）与海带（Ｌａｍｉｎａｒｉａｊａｐ ｏｎｉｃａ）ＴＳ（总固体含量）的重量比为１∶１～５；　（４）发酵装置内加淡水，并调整发酵装置内总固形物含量为２．５％～１０％；　（５）控制步骤（４）中混合物的初始ｐＨ值在６．５～７．５；　（６）将发酵装置密封，控制发酵温度 在３５±３℃。

【技术特征摘要】
1. 一种以海带(Laminaria japonica)为原料生产沼气的方法，其特征是包括以下步骤(1)用水对海带(Laminaria japonica)进行漂洗，除去盐分和泥沙等杂质；(2)对步骤(1)所得的海带(Laminaria japonica)进行晾干、粉碎处理，粉碎至粒径为100～200目；(3)将步骤(2)所得的海带(Laminaria japonica)投入到发酵装置中，加入接种物，接种物TS(总固体含量)与海带(Laminariajaponica)TS(总固体含量)的重量比为1∶1～5；(4)发酵装置内加淡水，并调整发酵装置内总固形物含量为2.5％～10％；(5)控制步骤(4)中混合物的初始pH值在6.5～7.5；(6)将发酵装置密封，控制发酵温度在35±3℃。2. 根据权利要求1所述的生产沼气的方法，其特征是釆用排水集气法收集沼气。3. 根据权利要求l所述的生产沼气的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯大伟，姜鹏，李富超，秦松，杨庆利，衣悦涛，赵玉山，
申请(专利权)人：山东东方海洋科技股份有限公司，烟台海岸带可持续发展研究所，中国科学院海洋研究所，
类型：发明
国别省市：95[中国|青岛]