本发明专利技术涉及农作物秸秆青贮及青贮秸秆高效生产沼气的方法；将刚收获的青秸秆破碎到10mm至30mm间的长度；将破碎后的秸秆与青贮添加剂混合；青贮添加剂为硝酸或乙酸或氨水溶液，添加剂溶液的质量浓度为2%-10%，且添加剂溶质添加重量比例为秸秆重量的1/100-1/1500。将上述混合物在厌氧条件下进行密闭保存30-90天，得到青贮秸秆。本发明专利技术将通过添加一定量的添加剂对刚收获的青秸秆进行青贮，青贮过程能够减少环境中的微生物对糖类的利用，同时抑制秸秆自身的木质化过程，最大程度的保留青秸秆中游离糖的含量；青贮后的秸秆通过两步处理将其中大部分的有机质转移到液相，然后液体进行厌氧发酵产沼气，大大提高了厌氧发酵的效率和秸秆的利用率。
Method for efficiently producing methane by using crop straw silage and silage straw
The invention relates to a method for crop straw silage and silage straw, biogas production will be broken; freshly harvested green straw to 10mm to 30mm in length; the straw and silage additives mixed after crushing; Silage Additives for nitric acid or acetic acid or ammonia solution, the concentration of the additive solution is 2%-10%, and the weight ratio of solute added additives straw weight 1/100-1/1500. The mixture was sealed under anaerobic conditions for 30-90 days, and silage straw was obtained. The invention will be carried out by the green stalk silage additives added to freshly harvested silage process, can reduce the use of microorganisms in the environment of sugar, while suppressing the lignification process from the straw itself, the sugar content retained the greatest degree of middle reaches of the green stalk; silage straw by two step treatment will be one of the organic matter most of the transfer to the liquid, then the liquid for biogas production, greatly improving the utilization efficiency and the rate of straw anaerobic fermentation.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种农作物秸杆青贮及青贮秸杆高效生产沼气的方法，属于农业固体废弃物处理与资源化领域。
技术介绍
农作物秸杆是最丰富的生物质资源，但目前利用率低，除一部分用于造纸、饲料夕卜，大部分被焚烧，不但造成资源浪费，还会对环境带来污染。利用秸杆生产沼气是秸杆资源化利用的有效方法，然而秸杆结构复杂，在正常条件下很难被微生物高效利用。目前利用秸杆产沼气多采用秸杆与畜禽粪便混合后进行厌氧发酵，但发酵效率低、秸杆利用率不高，且处理的秸杆量有限。因此，开发高发酵效率，高秸杆消化率的方法是秸杆沼气化利用的关键。 液相发酵是厌氧发酵过程中最高效的发酵方式，如能通过一定的处理方法将秸杆中的有机成本转化到液相中，采用液相发酵产沼气，则会大大提高发酵的效率。然而，干秸杆的成分以木质纤维素为主，木质纤维素结构稳定，如将其溶解则会耗费巨大的能耗，造成运行成分大幅度提高。研究发现，刚收获的青秸杆中可溶性组分要大大高于风干后的秸杆，但如不加以保存，这些可溶性组分就会被微生物消耗或通过植物的生理作用转化为木质纤维素，造成后续处理困难。然而，秸杆的收获期较短，要想保持其中的可溶性组分必须进行青贮，因此，寻找适合于后续秸杆发酵的青贮方法是秸杆高效发酵产沼气的又一关键问题。本专利技术通过对秸杆进行青贮，保证了青秸杆中的可溶性有机成分不被微生物利用或被转化为木质纤维素，降低了后续处理的成本。并对青贮后的秸杆进行处理，将秸杆中大部分有机成分转移到液相中，采用液相厌氧发酵的方式进行沼气生产，大大提高了发酵效率和稻杆的利用率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种农作物秸杆的高效、低成本的沼气化生产技术，与其它技术相比具有发酵效率高、残渣量少的特点。本专利技术是采用如下技术方案实现的一种农作物秸杆青贮方法，其特征是至少由以下工序组成；(I)将刚收获的青稻杆破碎到IOmm至30mm间的长度；(2)将破碎后的秸杆与青贮添加剂混合；青贮添加剂为硝酸或乙酸或氨水溶液，添加剂溶液的质量浓度为2%-10%，且添加剂溶质添加重量比例为秸杆重量的1/100-1/1500。(3)将上述混合物在厌氧条件下进行密闭保存30-90天，得到青贮秸杆。一种青贮秸杆生产沼气的方法，其特征是至少由以下工序组成(I)将青贮秸杆与水按重量比1:5-1:20的比例进行混合，浸泡时间为2_8h，浸泡温度为室温；(2)将浸泡后的秸杆进行固液分离；(3)将工序(2)中分离得到的固体在添加催化剂的条件下进行水热反应；催化剂为硫酸或硝酸或盐酸或铁盐溶液的一种，所用酸溶液的重量浓度为O. 5%-2%，所用铁盐溶液的摩尔浓度为O. 01mol/L-0. 05mol/L,且催化剂溶质重量与秸杆的重量比为1:200-1:25，反应温度为80-200°C，反应时间5-180min ；(4)将工序(3)中水热反应后得到的混合物进行固液分离；(5)将工序(4)中得到的液体与工序(2)中得到的液体送入厌氧发酵罐进行沼气生产。所述的青贮秸杆生产沼气的方法，其特征是将工序(4)得到的固体和工序(5)中得到的沼渣用于堆肥或其他用途。所述的青贮秸杆生产沼气的方法，其特征是将工序(5)中得到的沼液经处理后回 用或排放。所述的青贮秸杆生产沼气的方法，其特征是所述的铁盐为氯化铁或硫酸铁或硝酸铁中任意一种。添加剂的加入能够避免环境中的微生物利用青秸杆中的糖，且能抑制植物的生理作用，防止木质化程度加强。反应完成后进行固液分离，分离得到的液体经处理后进入厌氧发酵罐进行厌氧发酵产沼气，固渣和沼渣经处理后制备有机肥或用作其它用途，沼液经处理后回用或排放。通过两步处理，可以降低可溶性糖在高温下的降解，减少催化剂的用量，且秸杆中大部分有机质转移到液相，保证了后续厌氧发酵过程的顺利运行本专利技术的有益效果本专利技术将通过添加一定量的添加剂对刚收获的青秸杆进行青贮，青贮过程能够减少环境中的微生物对糖类的利用，同时抑制秸杆自身的木质化过程，最大程度的保留青秸杆中游离糖的含量；青贮后的秸杆通过两步处理将其中大部分的有机质转移到液相，然后液体进行厌氧发酵产沼气，大大提高了厌氧发酵的效率和秸杆的利用率。附图说明图I是秸杆青贮及青贮秸杆高效生产沼气的工艺流程图I-破碎系统；2_青贮系统；3_浸泡系统；4_水热反应系统；5-固液分离系统；6-厌氧发酵系统；7_沼液处理系统；8_固渣处理系统具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明农作物秸杆青贮及青贮秸杆高效生产沼气工艺如图I所示，收获后的青秸杆经破碎系统I破碎后，与青贮添加剂混合后进入青贮系统2，青贮完成后的秸杆进入浸泡系统3，浸泡一段时间后进入固液分离系统5，分离得到的固体进入水热反应系统4，水热反应结束后混合物进入固液分系统5，分离得到的液体与浸泡系统得到的液体进入厌氧发酵系统6进行沼气生产，厌氧发酵过程得到的沼液进入沼液处理系统7进行处理后回用或排放，厌氧发酵过程得到的沼渣与水热反应系统得到的固渣一起进入固渣处理系统8进行堆肥或其它用途。实施例I :将刚收获的青秸杆破碎至10mm，然后与质量浓度为2%的硝酸溶液进行混合，硝酸溶质与青秸杆的重量比为1:1000，将混合物置于储窖中密闭保存30天，得到青贮秸杆。将青贮秸杆与水在池中混合进行浸泡，青贮秸杆与水的重量比为1:20，浸泡时间为6h，浸泡完成后将混合物进行压榨分离，分离得到的液体经稀释，调节后送入厌氧发酵装置进行沼气生产；分离得到的固体利用质量浓度为1%的硫酸溶液作为催化剂进行水热反应，硫酸溶质与固体的重量比为1:200,反应温度为120°C,反应时间为60min,反应完成后固液混合物再次进行压榨分离，分离得到的液体经稀释，调节后送入厌氧发酵罐产沼气，分离得到的固体用于好氧堆肥。沼液经处理后用于青贮秸杆浸泡工序。实施例2 将刚收获的青秸杆破碎至20mm，然后与质量浓度为2%的氨水溶液进行混合，氨水 溶质与青秸杆的重量比为1:1500，将混合物置于储窖中密闭保存90天，得到青贮秸杆。将青贮秸杆与水在池中混合进行浸泡，青贮秸杆与水的重量比为1:10，浸泡时间为8h，浸泡完成后将混合物进行压榨分离，分离得到的液体经稀释，调节后送入厌氧发酵装置进行沼气生产；分离得到的固体利用质量浓度为O. 5%的硝酸溶液作为催化剂进行水热反应，硝酸溶质重量与固体的重量比为1:100,反应温度为200°C,反应时间为5min,反应完成后固液混合物再次进行压榨分离，分离得到的液体经稀释，调节后送入厌氧发酵罐产沼气，分离得到的固体用于好氧堆肥。沼液经处理后用于青贮秸杆浸泡工序。实施例3 将刚收获的青秸杆破碎至30mm，然后与质量浓度为10%的乙酸溶液进行混合，乙酸溶质与青秸杆的重量比为1:100，将混合物置于储窖中密闭保存60天，得到青贮秸杆。将青贮秸杆与水在池中混合进行浸泡，青贮秸杆与水的重量比为1:5，浸泡时间为4h，浸泡完成后将混合物进行压榨分离，分离得到的液体经稀释，调节后送入厌氧发酵装置进行沼气生产；分离得到的固体利用摩尔浓度为O. 05mol/L的三氯化铁溶液作为催化剂进行水热反应，三氯化铁溶质与固体的重量比为1:25，反应温度为90°C，反应时间为90min，反应完成后固液混合物再次进行压榨分离，分离得到的液体经稀释，调节后送入厌氧发酵本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种农作物秸杆青贮方法，其特征是至少由以下工序组成； (1)将刚收获的青稻杆破碎到IOmm至30mm间的长度； (2)将破碎后的秸杆与青贮添加剂混合；青贮添加剂为硝酸或乙酸或氨水溶液，添加剂溶液的质量浓度为2%-10%，且添加剂溶质添加重量比例为秸杆重量的1/100-1/1500 (3)将上述混合物在厌氧条件下进行密闭保存30-90天，得到青贮秸杆。2.一种青贮秸杆生产沼气的方法，其特征是至少由以下工序组成 (1)将青贮秸杆与水按重量比1:5-1:20的比例进行混合，浸泡时间为2-8h，浸泡温度为室温； (2)将浸泡后的秸杆进行固液分离； (3)将工序(2)中分离得到的固体在添加催化剂的条件下进行水热反应；催化剂为硫酸或硝酸或盐酸或铁盐溶液的一种，所用...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕学斌，赵玉峰，孙优善，支苏丽，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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