CN107099555A - 一种用中药药渣作为原料进行沼气生产的方法 - Google Patents

一种用中药药渣作为原料进行沼气生产的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于沼气生产技术领域，提供了一种用中药药渣作为原料进行沼气生产的方法，将中草药药渣投入沼气池中，控制碳氮比为20‑25：1，PH值为6.8‑7.2，进行搅拌，获得混合液；混合液进入厌氧发酵罐中进行发酵；将厌氧发酵罐中生成的沼气进入微粒滤过器；将厌氧发酵罐中生成的沼气进入微粒滤过器；水洗后的沼气进入二氧化碳吸附塔；将沼气储存到储存罐中。本发明以中药药渣为主要原料发酵产沼气，无需添加牛粪等其他发酵原料，操作简便、发酵效率高、产气效率高、原料利用率高，对废弃物的合理再利用，能够变废为宝，保护环境。

Description

一种用中药药渣作为原料进行沼气生产的方法
技术领域
本发明属于沼气生产技术领域，具体地，涉及一种用中药药渣作为原料进行沼气生产的方法。
背景技术
中国是中药生产大国，据不完全统计，产生的药渣高达数百万吨。因其对环境有不同程度的污染，故一直采用填埋的方法进行处理，这不仅占用了大量的土地资源，污染了土地及地下水，而且还造成资源的浪费。
因此，如何有效处理、利用中药药渣已成为中药生产厂家迫切需要解决的问题。
中药药渣都是植物的根茎叶，含有丰富的有机质、糖类和粗蛋白质等中量及微量元素营养物质，完全可以回收利用。用生物技术对其进行无害的处理，发酵促其腐熟，就能生产出优质的有机肥，可以变废为宝，消除污染，提高资源利用率，促进循环农业发展，意义重大，效果显著。
因此可将其用于沼气的生产。
目前国内外对于药渣厌氧发酵生产沼气的的研究较少，且需添加牛粪等常规发酵原料。如CN101987796A公开了一种中药渣两阶段干式厌氧发酵工艺，通过按照一定的比例混合新鲜牛粪、污泥和发酵原料，分阶段启动水解酸化罐和产气罐，最终实现工艺快速启动。设计水解酸化罐与产气罐体积比为1∶4，控制水解酸化罐新鲜物料每天投配率为40％，产气罐投配率为10％，水解酸化罐出料作为产气罐进料，保证两罐进、出物料守恒，实现整个工艺连续运行。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用中药药渣作为原料进行沼气生产的方法，以中药药渣为主要原料发酵产沼气，无需添加牛粪等其他发酵原料，操作简便、发酵效率高、产气效率高、原料利用率高，对废弃物的合理再利用，能够变废为宝，保护环境。
根据本发明提供的一种用中药药渣作为原料进行沼气生产的方法，包括如下步骤：
（1）将中草药药渣投入沼气池中，控制碳氮比为20-25：1，PH值为6.8-7.2，进行搅拌，获得混合液；
（2）混合液进入厌氧发酵罐中进行发酵；在厌氧发酵罐中的温度低于预设的发酵罐的温度条件时，则对厌氧发酵罐进行加热，直到发酵罐中的温度等于预设的厌氧发酵罐的温度时，则停止加热装置工作；在厌氧发酵罐中加入脱硫剂、脱氮剂，使原料的脱硫与发酵同步进行，所用脱硫剂与混合液的质量比为20-200：800，所用脱氮剂与混合液的质量比为10-200：800；
（3）将厌氧发酵罐中生成的沼气进入微粒滤过器，将颗粒物和冷凝物去除；
（4）去除颗粒物后通入水洗罐进行清洗，水洗罐中的水量为水洗罐容积的1/5-2/5；
（5）水洗后的沼气进入二氧化碳吸附塔，后过压缩机压缩，经第一回冷器降温，将降温后的沼气通入低温提纯塔，沼气中液化的二氧化碳从低温提纯塔下部析出，纯净的甲烷气体经低温提纯塔上方流入第二回冷器，与第二回冷器热交换后，即得到纯净的甲烷；
（6）将沼气储存到储存罐中。
优选地，所述步骤（2）中在厌氧发酵的整个过程中，对发酵原料进行搅拌，搅拌速度为0.55-0.6m/s。
优选地，所述降温后的沼气以300L/h的进气量通入低温提纯塔。
优选地，所述步骤（2）脱硫剂由酒石酸盐和有机胺的水溶液组成，所述酒石酸盐与有机胺的混合摩尔比为1：0.9-1.9。
优选地，所述脱硫剂中酒石酸盐和有机胺的总浓度为0.5-4.0mol/L。
优选地，所述步骤（2）脱氮剂包括如下重量百分比的原料：15-31％的氧化钙、12-32％的二氧化硅、3-9％的氧化镁、10-30％的二氧化钛。
优选地，所述脱氮剂还含有1-11％的硅酸钠。
优选地，所述厌氧发酵罐中的废料可通过连接到沼气池的管道重新输送回沼气池进行循环发酵。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明提供的以中药药渣为原料厌氧发酵产沼气的方法，应用简便、发酵效率高、产气效率高、易于普及，利于环境保护与生态农业，适于药厂推广应用；
（2）本发明以中草药药渣无需添加其它原料发酵产沼气，该方法技术简便、易操作，无需添加牛粪、秸秆等常规发酵原料，无需特殊装置及设备；发酵效率高，日产气量大；
（3）本发明方法药渣用量大，可大批量处理药渣，也可同时处理药厂废水，消除污染，适用范围广。同时，厌氧封闭发酵不产生臭气，避免生态环境的恶化；
（4）本发明利用药渣厌氧发酵产沼气，是对废弃物的合理再利用，能够变废为宝，保护环境；
（5）本发明产生的副产品沼液沼渣可作为有机肥，施用于农田可提高作物品质，促进生态农业，同时适应我国可持续发展、循环经济的国策，推动循环经济与可持续发展；
（6）本发明脱硫剂化学稳定性好，粘度小，原料来源丰富，易购买，价格便宜，具有高传质系数，气液流动无扰动，传质阻力小，脱硫率高，操作方便，同时不会导致发酵液结垢，不堵塞，无腐蚀。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明的目的是提供一种用中药药渣作为原料进行沼气生产的方法，以中药药渣为主要原料发酵产沼气，无需添加牛粪等其他发酵原料，操作简便、发酵效率高、产气效率高、原料利用率高，对废弃物的合理再利用，能够变废为宝，保护环境。
根据本发明提供的一种用中药药渣作为原料进行沼气生产的方法，包括如下步骤：
（1）将中草药药渣投入沼气池中，控制碳氮比为20-25：1，PH值为6.8-7.2，进行搅拌，获得混合液；
（2）混合液进入厌氧发酵罐中进行发酵；在厌氧发酵罐中的温度低于预设的发酵罐的温度条件时，则对厌氧发酵罐进行加热，直到发酵罐中的温度等于预设的厌氧发酵罐的温度时，则停止加热装置工作；在厌氧发酵罐中加入脱硫剂、脱氮剂，使原料的脱硫与发酵同步进行，所用脱硫剂与混合液的质量比为20-200：800，所用脱氮剂与混合液的质量比为10-200：800；
（3）将厌氧发酵罐中生成的沼气进入微粒滤过器，将颗粒物和冷凝物去除；
（4）去除颗粒物后通入水洗罐进行清洗，水洗罐中的水量为水洗罐容积的1/5-2/5；
（5）水洗后的沼气进入二氧化碳吸附塔，后过压缩机压缩，经第一回冷器降温，将降温后的沼气通入低温提纯塔，沼气中液化的二氧化碳从低温提纯塔下部析出，纯净的甲烷气体经低温提纯塔上方流入第二回冷器，与第二回冷器热交换后，即得到纯净的甲烷；
（6）将沼气储存到储存罐中。
优选地，所述步骤（2）中在厌氧发酵的整个过程中，对发酵原料进行搅拌，搅拌速度为0.55-0.6m/s。
优选地，所述降温后的沼气以300L/h的进气量通入低温提纯塔。
优选地，所述步骤（2）脱硫剂由酒石酸盐和有机胺的水溶液组成，所述酒石酸盐与有机胺的混合摩尔比为1：0.9-1.9。
优选地，所述脱硫剂中酒石酸盐和有机胺的总浓度为0.5-4.0mol/L。
优选地，所述步骤（2）脱氮剂包括如下重量百分比的原料：15-31％的氧化钙、12-32％的二氧化硅、3-9％的氧化镁、10-30％的二氧化钛。
优选地，所述脱氮剂还含有1-11％的硅酸钠。
优选地，所述厌氧发酵罐中的废料可通过连接到沼气池的管道重新输送回沼气池进行循环发酵。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明提供的以中药药渣为原料厌氧发酵产沼气的方法，应用简便、发酵效率高、产气效率高、易于普及，利于环境保护与生态农业，适于药厂推广应用；
（2）本发明以中草药药渣无需添加其它原料发酵产沼气，该方法技术简便、易操作，无需添加牛粪、秸秆等常规发酵原料，无需特殊装置及设备；发酵效率高，日产气量大；
（3）本发明方法药渣用量大，可大批量处理药渣，也可同时处理药厂废水，消除污染，适用范围广。同时，厌氧封闭发酵不产生臭气，避免生态环境的恶化；
（4）本发明利用药渣厌氧发酵产沼气，是对废弃物的合理再利用，能够变废为宝，保护环境；
（5）本发明产生的副产品沼液沼渣可作为有机肥，施用于农田可提高作物品质，促进生态农业，同时适应我国可持续发展、循环经济的国策，推动循环经济与可持续发展；
（6）本发明脱硫剂化学稳定性好，粘度小，原料来源丰富，易购买，价格便宜，具有高传质系数，气液流动无扰动，传质阻力小，脱硫率高，操作方便，同时不会导致发酵液结垢，不堵塞，无腐蚀。
实施例1
本实施例提供的一种用中药药渣作为原料进行沼气生产的方法，包括如下步骤：
（1）将中草药药渣投入沼气池中，控制碳氮比为25：1，PH值为6.8，进行搅拌，获得混合液；
（2）混合液进入厌氧发酵罐中进行发酵；在厌氧发酵罐中的温度低于预设的发酵罐的温度条件时，则对厌氧发酵罐进行加热，直到发酵罐中的温度等于预设的厌氧发酵罐的温度时，则停止加热装置工作；在厌氧发酵罐中加入脱硫剂、脱氮剂，使原料的脱硫与发酵同步进行，所用脱硫剂与混合液的质量比为200：800，所用脱氮剂与混合液的质量比为10：800；
（3）将厌氧发酵罐中生成的沼气进入微粒滤过器，将颗粒物和冷凝物去除；
（4）去除颗粒物后通入水洗罐进行清洗，水洗罐中的水量为水洗罐容积的2/5；
（5）水洗后的沼气进入二氧化碳吸附塔，后过压缩机压缩，经第一回冷器降温，将降温后的沼气通入低温提纯塔，沼气中液化的二氧化碳从低温提纯塔下部析出，纯净的甲烷气体经低温提纯塔上方流入第二回冷器，与第二回冷器热交换后，即得到纯净的甲烷；
（6）将沼气储存到储存罐中。
所述步骤（2）中在厌氧发酵的整个过程中，对发酵原料进行搅拌，搅拌速度为0.55m/s。
所述降温后的沼气以300L/h的进气量通入低温提纯塔。
所述步骤（2）脱硫剂由酒石酸盐和有机胺的水溶液组成，所述酒石酸盐与有机胺的混合摩尔比为1：1.9。
所述脱硫剂中酒石酸盐和有机胺的总浓度为0.5mol/L。
所述步骤（2）脱氮剂包括如下重量百分比的原料：31％的氧化钙、12％的二氧化硅、9％的氧化镁、10％的二氧化钛。
所述脱氮剂还含有11％的硅酸钠。
所述厌氧发酵罐中的废料可通过连接到沼气池的管道重新输送回沼气池进行循环发酵。
实施例2
本实施例提供的一种用中药药渣作为原料进行沼气生产的方法，包括如下步骤：
（1）将中草药药渣投入沼气池中，控制碳氮比为20：1，PH值为7.2，进行搅拌，获得混合液；
（2）混合液进入厌氧发酵罐中进行发酵；在厌氧发酵罐中的温度低于预设的发酵罐的温度条件时，则对厌氧发酵罐进行加热，直到发酵罐中的温度等于预设的厌氧发酵罐的温度时，则停止加热装置工作；在厌氧发酵罐中加入脱硫剂、脱氮剂，使原料的脱硫与发酵同步进行，所用脱硫剂与混合液的质量比为20：800，所用脱氮剂与混合液的质量比为200：800；
（3）将厌氧发酵罐中生成的沼气进入微粒滤过器，将颗粒物和冷凝物去除；
（4）去除颗粒物后通入水洗罐进行清洗，水洗罐中的水量为水洗罐容积的1/5-2/5；
（5）水洗后的沼气进入二氧化碳吸附塔，后过压缩机压缩，经第一回冷器降温，将降温后的沼气通入低温提纯塔，沼气中液化的二氧化碳从低温提纯塔下部析出，纯净的甲烷气体经低温提纯塔上方流入第二回冷器，与第二回冷器热交换后，即得到纯净的甲烷；
（6）将沼气储存到储存罐中。
所述步骤（2）中在厌氧发酵的整个过程中，对发酵原料进行搅拌，搅拌速度为0.55m/s。
所述降温后的沼气以300L/h的进气量通入低温提纯塔。
所述步骤（2）脱硫剂由酒石酸盐和有机胺的水溶液组成，所述酒石酸盐与有机胺的混合摩尔比为1：1.9。
所述脱硫剂中酒石酸盐和有机胺的总浓度为0.5mol/L。
所述步骤（2）脱氮剂包括如下重量百分比的原料：31％的氧化钙、12％的二氧化硅、9％的氧化镁、10％的二氧化钛。
所述脱氮剂还含有11％的硅酸钠。
所述厌氧发酵罐中的废料可通过连接到沼气池的管道重新输送回沼气池进行循环发酵。
实施例3
本实施例提供的一种用中药药渣作为原料进行沼气生产的方法，包括如下步骤：
（1）将中草药药渣投入沼气池中，控制碳氮比为23：1，PH值为6.9，进行搅拌，获得混合液；
（2）混合液进入厌氧发酵罐中进行发酵；在厌氧发酵罐中的温度低于预设的发酵罐的温度条件时，则对厌氧发酵罐进行加热，直到发酵罐中的温度等于预设的厌氧发酵罐的温度时，则停止加热装置工作；在厌氧发酵罐中加入脱硫剂、脱氮剂，使原料的脱硫与发酵同步进行，所用脱硫剂与混合液的质量比为180：800，所用脱氮剂与混合液的质量比为60：800；
（3）将厌氧发酵罐中生成的沼气进入微粒滤过器，将颗粒物和冷凝物去除；
（4）去除颗粒物后通入水洗罐进行清洗，水洗罐中的水量为水洗罐容积的1/5-2/5；
（5）水洗后的沼气进入二氧化碳吸附塔，后过压缩机压缩，经第一回冷器降温，将降温后的沼气通入低温提纯塔，沼气中液化的二氧化碳从低温提纯塔下部析出，纯净的甲烷气体经低温提纯塔上方流入第二回冷器，与第二回冷器热交换后，即得到纯净的甲烷；
（6）将沼气储存到储存罐中。
所述步骤（2）中在厌氧发酵的整个过程中，对发酵原料进行搅拌，搅拌速度为0.58m/s。
所述降温后的沼气以300L/h的进气量通入低温提纯塔。
所述步骤（2）脱硫剂由酒石酸盐和有机胺的水溶液组成，所述酒石酸盐与有机胺的混合摩尔比为1：1.1。
所述脱硫剂中酒石酸盐和有机胺的总浓度为2.5mol/L。
所述步骤（2）脱氮剂包括如下重量百分比的原料：19％的氧化钙、18％的二氧化硅、6％的氧化镁、20％的二氧化钛。
所述脱氮剂还含有9％的硅酸钠。
所述厌氧发酵罐中的废料可通过连接到沼气池的管道重新输送回沼气池进行循环发酵。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种用中药药渣作为原料进行沼气生产的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将中草药药渣投入沼气池中，控制碳氮比为20-25：1，PH值为6.8-7.2，进行搅拌，获得混合液；
（2）混合液进入厌氧发酵罐中进行发酵；在厌氧发酵罐中的温度低于预设的发酵罐的温度条件时，则对厌氧发酵罐进行加热，直到发酵罐中的温度等于预设的厌氧发酵罐的温度时，则停止加热装置工作；在厌氧发酵罐中加入脱硫剂、脱氮剂，使原料的脱硫与发酵同步进行，所用脱硫剂与混合液的质量比为20-200：800，所用脱氮剂与混合液的质量比为10-200：800；
（3）将厌氧发酵罐中生成的沼气进入微粒滤过器，将颗粒物和冷凝物去除；
（4）去除颗粒物后通入水洗罐进行清洗，水洗罐中的水量为水洗罐容积的1/5-2/5；
（5）水洗后的沼气进入二氧化碳吸附塔，后过压缩机压缩，经第一回冷器降温，将降温后的沼气通入低温提纯塔，沼气中液化的二氧化碳从低温提纯塔下部析出，纯净的甲烷气体经低温提纯塔上方流入第二回冷器，与第二回冷器热交换后，即得到纯净的甲烷；
（6）将沼气储存到储存罐中。
2.根据权利要求1所述的用中药药渣作为原料进行沼气生产的方法，其特征在于：所述步骤（2）中在厌氧发酵的整个过程中，对发酵原料进行搅拌，搅拌速度为0.55-0.6m/s。
3.根据权利要求1所述的用中药药渣作为原料进行沼气生产的方法，其特征在于：所述降温后的沼气以300L/h的进气量通入低温提纯塔。
4.根据权利要求1所述的用中药药渣作为原料进行沼气生产的方法，其特征在于：所述步骤（2）脱硫剂由酒石酸盐和有机胺的水溶液组成，所述酒石酸盐与有机胺的混合摩尔比为1：0.9-1.9。
5.根据权利要求4所述的用中药药渣作为原料进行沼气生产的方法，其特征在于：所述脱硫剂中酒石酸盐和有机胺的总浓度为0.5-4.0mol/L。
6.根据权利要求1所述的用中药药渣作为原料进行沼气生产的方法，其特征在于：所述步骤（2）脱氮剂包括如下重量百分比的原料：15-31％的氧化钙、12-32％的二氧化硅、3-9％的氧化镁、10-30％的二氧化钛。
7.根据权利要求6所述的用中药药渣作为原料进行沼气生产的方法，其特征在于：所述脱氮剂还含有1-11％的硅酸钠。
8.根据权利要求1所述的用中药药渣作为原料进行沼气生产的方法，其特征在于：所述厌氧发酵罐中的废料可通过连接到沼气池的管道重新输送回沼气池进行循环发酵。
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