專利名稱：一種制備沼氣的新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及厭氧發(fā)酵的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣 的技術(shù)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明依據(jù)雙相厭氧發(fā)酵和吸附劑生物脫附再生原理，利用吸附劑作為載 體，將酸化相容器中發(fā)酵后產(chǎn)生的脂肪酸及其他發(fā)酵產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到甲垸相容器， 利用吸附劑生物脫附再生原理，在生成甲垸的過程中，完成吸附劑的生物脫附再生。
目前通過厭氧發(fā)酵制備沼氣的裝置存在如下問題
1) 反應(yīng)料更換易導(dǎo)致菌量損失。反應(yīng)器中的反應(yīng)料與菌混合在一起，
在排出反應(yīng)完畢的廢料時(shí)，也會(huì)把大量厭氧菌排出，減少了反應(yīng)器中厭氧 菌的數(shù)量，而產(chǎn)甲垸菌的繁殖時(shí)間是比較長(zhǎng)的，因此使得換料后的產(chǎn)氣量 有一個(gè)從下降到恢復(fù)的較長(zhǎng)的過渡過程。即使在反應(yīng)器中有生物膜生長(zhǎng)載 體，但仍然會(huì)有菌量的損失，而且釆用生物膜載體后，容易產(chǎn)生阻塞現(xiàn)象。
2) 體積大。目前制備沼氣(干發(fā)酵除外)，發(fā)酵中的反應(yīng)料干物質(zhì)濃度
不能過大，以免pH值過低，抑制產(chǎn)甲垸菌的活性，因此一般都小于30%， 農(nóng)村家庭用沼氣的反應(yīng)料干物質(zhì)濃度則更低，僅為8%-10%，要處于這樣的 濃度，在滿足日常用氣量的情況下，則需要大量的水來稀釋反應(yīng)料干物質(zhì)， 使其濃度符合要求，需要大量的水，則需要大容積的反應(yīng)容器。以農(nóng)村家 庭用沼氣池為例，日用1.5立方米的氣，則需要約8立方米左右的容積。
3) 水量大。第一、由于反應(yīng)料濃度的要求，需要大量用水。第二、每次換料時(shí)，原有的水被排出，重新裝料后，需補(bǔ)充大量的水。單相反應(yīng)器中， 尤其如此。雙相厭氧反應(yīng)器好于單相反應(yīng)器，其反應(yīng)后的甲烷相容器中的 廢水可轉(zhuǎn)入到酸化相容器中使用。
4) 氣量不易控制。無論是在單相反應(yīng)器還是在甲烷相反應(yīng)器，由于是液 體反應(yīng)，.旦混令，就不易分離，且存在菌量變化，因此產(chǎn)氣量不易控制。
5) 用戶存儲(chǔ)、換料不便。由于反應(yīng)料是液體，需罐裝，體積大，存儲(chǔ)不 便，換料時(shí)，先要將原廢料排出后才能更換新料，換料也不方便。
6) 運(yùn)輸不便。無論是單相反應(yīng)器還是雙相反應(yīng)器，除自產(chǎn)自用的用戶管
道較短外， 一般而言，從產(chǎn)氣單位到用戶，需管道運(yùn)輸，管線長(zhǎng)，成本高。 即使把酸化相中的酸化液作為反應(yīng)原料由企業(yè)銷售到客戶，由于是液體， 運(yùn)輸也不方便。
發(fā)明的內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種 體積小、節(jié)約用水、產(chǎn)氣快、產(chǎn)氣量易于控制、反應(yīng)料易于運(yùn)輸且反應(yīng)料載體 可經(jīng)再生而重復(fù)使用的制備沼氣的方法。
為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明所提供了一種新的制備沼氣的方法，該 方法是依據(jù)雙相厭氧發(fā)酵的原理和吸附劑生物脫附再生原理而發(fā)明，其特征 在于，以吸附劑為載體，利用吸附劑對(duì)雙相厭氧發(fā)酵中的酸化相反應(yīng)器中 脂肪酸及其他發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行吸附，然后將吸附后的吸附劑置于甲垸相反應(yīng)器 中，甲烷相反應(yīng)器中的產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌微生物對(duì)吸附在吸附劑上的脂肪 酸及其他發(fā)酵產(chǎn)物對(duì)進(jìn)行解吸，產(chǎn)生甲烷，此產(chǎn)生甲烷過程也是對(duì)吸附劑進(jìn) 行生物脫附再生的過程，脫附再生后的吸附劑經(jīng)洗滌后可再次使用。進(jìn)一步的，由于采用了吸附劑為載體，因此可采用三種方法對(duì)產(chǎn)氣量 進(jìn)的控制，其特征在于，第一種方法為，保持甲垸相反應(yīng)器中的菌液液面 高度不變，通過改變吸附劑插入液面的深度，調(diào)整參與反應(yīng)的脂肪酸及其 他發(fā)酵產(chǎn)物的量來調(diào)節(jié)產(chǎn)氣量，第二種方法為不改變吸附劑的空間位置， 通過改變甲烷相反應(yīng)器中的菌液的量來調(diào)節(jié)產(chǎn)氣量，第三種方法為上述兩 種方法的結(jié)合，即同時(shí)通過調(diào)整吸附劑插入液面的深度和改變甲烷相反應(yīng) 器中的菌液的量來調(diào)節(jié)產(chǎn)氣量。


本附圖是發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合

對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用 于限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
如附圖所示，實(shí)施本發(fā)明所需裝置至少包括反應(yīng)腔l、密封蓋3、吸附劑2、 通氣管4、通氣管閥門5、連通管6、連通管閥門7。
具體使用方法如下
在料液注入反應(yīng)腔1之前，將吸附有脂肪酸的吸附劑2放入的反應(yīng)腔中并 固定好后，蓋上密封蓋3，第二步，打開通氣管4的閥門5，打開連通管6的閥 門7，通過料液輸入/輸出端往反應(yīng)腔1中注入液料，當(dāng)液面升高至與吸附劑2 接觸，生物脫附開始，甲烷便可生成，裝液完畢后，關(guān)閉連通管閥門7。吸附劑 2可通過螺旋方式在反應(yīng)腔1內(nèi)部上端的接口處上下移動(dòng)適當(dāng)距離來調(diào)節(jié)吸附劑 2插入液料的深度，也可通過料液輸入/輸出端來調(diào)節(jié)反應(yīng)器中液料的量。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
1) 應(yīng)器中菌量高。由于反應(yīng)料吸附在吸附劑上，因此更換反應(yīng)料時(shí)，
只需取出吸附劑即可，不會(huì)導(dǎo)致菌量隨廢料排出的現(xiàn)象，菌量損失少，且 菌量的繁殖導(dǎo)致反應(yīng)器中菌的數(shù)量多，單位體積內(nèi)的菌量也高。
2) 體積小。由于菌量濃度高，較小的體積即可達(dá)到大體積、低濃度反應(yīng) 器中的菌量。
3) 用水少。首先，反應(yīng)器體積小，用水少，其次，在甲垸相反應(yīng)器中，
更換反應(yīng)料時(shí)，液體不排出，減少了用水量，第三，在酸化相反應(yīng)器中， 由于供甲烷相使用的反應(yīng)料是通過吸附劑提取轉(zhuǎn)移到甲烷相反應(yīng)器中，而 不是將酸化液轉(zhuǎn)移到甲烷相反應(yīng)器中，因此酸化相反應(yīng)器中水損失少，減 少了用水量。
4) 易于產(chǎn)氣控制。由于反應(yīng)料吸附在吸附劑上，依據(jù)前文所述方法可方 便地控制產(chǎn)氣量。
5) 用戶存儲(chǔ)、換料方便。由于反應(yīng)料吸附在吸附劑上，成為固體，因 此存儲(chǔ)和更換反應(yīng)料方便。
6) 運(yùn)輸方便。首先，吸附有脂肪酸及其他發(fā)酵產(chǎn)物的吸附劑是固體，所
以比酸化液運(yùn)輸方便，其次，用戶可將"燃料棒"——吸附有脂肪酸及其 他發(fā)酵產(chǎn)物的吸附劑，買回去使用，避免了產(chǎn)氣企業(yè)到用戶的管路運(yùn)輸， 運(yùn)輸方便。
7) 提高了安全性。由于采用吸附劑作為載體轉(zhuǎn)移脂肪酸及其他發(fā)酵產(chǎn)
物，實(shí)現(xiàn)了酸化相反應(yīng)器與甲烷相反應(yīng)器的空間分離，使得廣大用戶不必各自設(shè)置酸化池，提高了用戶使用沼氣的安全性。其次，酸化池集中于廠 家，便于廠家對(duì)酸化池進(jìn)行集中控制與管理，減小了酸化池的爆炸危險(xiǎn)。
8) 利于工業(yè)化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效益。首先，由于酸化池由廠家集中控制
和管理，且吸附劑本身是工業(yè)產(chǎn)品，因此便于"燃料棒"的規(guī)模化、節(jié)約 化和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，確保產(chǎn)品質(zhì)量。其次，"燃料棒"便于用 戶釆購(gòu)回去產(chǎn)氣自用，減少了企業(yè)建設(shè)、管理輸氣管路的成本。第三、由 于酸化池由廠家集中控制管理，便于廠家回收并利用生產(chǎn)中的副產(chǎn)品，如 氫氣、水、二氧化碳等，提高生產(chǎn)效益。
9) 利于環(huán)保。首先，由于本方法是利用生物脫附再生的辦法，通過微生
物對(duì)"燃料棒"上的脂肪酸及其他發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生沼氣，在此過 程中，也就完成了將"燃料棒"上的脂肪酸及其他發(fā)酵產(chǎn)物從"燃料棒" 上脫離出來的過程，使吸附劑得以再次使用。其次，避免了建設(shè)輸氣管路 對(duì)環(huán)境的破壞。
權(quán)利要求
1、一種用于厭氧發(fā)酵制備沼氣的方法，該方法是依據(jù)雙相厭氧發(fā)酵的原理和吸附劑生物脫附再生原理而發(fā)明，其特征在于，以吸附劑為載體，利用吸附劑對(duì)雙相厭氧發(fā)酵中的酸化相反應(yīng)器中脂肪酸及其他發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行吸附，然后將吸附有脂肪酸及其他發(fā)酵產(chǎn)物的吸附劑置于甲烷相反應(yīng)器中，甲烷相反應(yīng)器中的微生物對(duì)吸附在吸附劑上的脂肪酸及其他發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行分解，產(chǎn)生甲烷，此產(chǎn)生甲烷過程也是對(duì)吸附劑進(jìn)行生物脫附再生的過程，脫附再生后的吸附劑經(jīng)洗滌后可再次使用。
2、 依據(jù)權(quán)利要求1所描述的用于厭氧發(fā)酵制備沼氣的方法，其特征在 于可釆用以下任意一種方法對(duì)產(chǎn)氣量進(jìn)的控制，1) ^f、持甲垸相反應(yīng)器中的菌液液面高度不變，通過改變吸附劑插入液面的深度，調(diào)整參與反應(yīng)的脂肪截及其他發(fā)酵產(chǎn)物的量來調(diào)節(jié)產(chǎn)2) 改變吸附劑的空間位置，通過改變甲烷相反應(yīng)器中的菌液的量來 調(diào)節(jié)產(chǎn)氣量；3) 同時(shí)通過調(diào)整吸附劑插入液面的深度和改變甲垸相反應(yīng)器中的 菌液的量來調(diào)節(jié)產(chǎn)氣量。
全文摘要
一種用于制備沼氣的新方法，涉及厭氧發(fā)酵的技術(shù)領(lǐng)域，該方法是依據(jù)雙相厭氧發(fā)酵的原理和吸附劑生物脫附再生原理而發(fā)明，其特征在于，以吸附劑為載體，利用吸附劑對(duì)雙相厭氧發(fā)酵中的酸化相反應(yīng)器中脂肪酸及其他發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行吸附，然后將吸附有脂肪酸及其他發(fā)酵產(chǎn)物的吸附劑置于甲烷相反應(yīng)器中，甲烷相反應(yīng)器中的微生物對(duì)吸附在吸附劑上的脂肪酸及其他發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行分解，產(chǎn)生甲烷，此產(chǎn)生甲烷過程也是對(duì)吸附劑進(jìn)行生物脫附再生的過程，脫附再生后的吸附劑經(jīng)洗滌后可再次使用，并可采用調(diào)整吸附劑插入液面的深度、改變甲烷相反應(yīng)器中的菌液的量或同時(shí)利用上述兩種方法來調(diào)節(jié)產(chǎn)氣量。
文檔編號(hào)C12M1/107GK101525634SQ20081003434
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2008年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月6日
發(fā)明者劉和煒 申請(qǐng)人:劉和煒