一种植物茎叶大型产业化综合处理和利用方法及装置

摘要

一种植物茎叶、秸秆大规模综合处理和利用方法及装置，即以植物茎叶、秸秆为原料，利用微生物发酵法生产沼气和沼渣、沼液，沼气采用本发明所述工艺收集并合成燃料甲醇，或净化液化后替代天然气车用燃料，沼渣、沼液为肥料返还土地，维护土壤生态平衡。

主权项

一种植物茎叶、秸秆大规模综合处理和利用方法，包括以下步骤：1)以年产100吨植物茎叶、秸秆农林面积10至50亩为单位，在田地旁建沼气生产点；以年储存1000吨沼气为单位，建沼气储存站；以年加工10万吨沼气为单位，建沼气加工厂；以管道网连接沼气生产点、储存站和加工厂，从而建立沼气生产、输送、储存和加工体系；2)将收集的植物茎叶打捆，堆垛，集中，发酵，按每10亩秸秆为单位，储存于沼气生产点附近，以备常年利用；3)将步骤2)储存的植物茎叶打散，粉碎至40目，淋湿，发酵，以备后用；4)将步骤3)处理的物料，加入20至40wt％的牛粪，接入甲烷菌，加入石灰水将PH值调整至7.0至7.5，含水量调至80wt％；5)将步骤4)处理的植物茎叶保持松散，输入沼气发酵罐，密闭，厌氧发酵25至40天，生产沼气；或将步骤4)处理的植物茎叶，装入网袋，保持疏松，系上绳索，投入沼气池中，厌氧发酵，生产沼气，并在绳索另一端标示投料日期标牌；发酵时间为30天，根据标示牌，抽干空气，及时将发酵到期物料取出，并投入新料；或将步骤4)处理的植物茎叶，就地装入网袋，保持疏松，在田间地头堆垛于沼气发酵袋中，密封沼气袋，尽可能抽干空气，保持25至40天，厌氧发酵，生产沼气；6)将步骤5)产生的沼气，从各个沼气发生地点，采用管道输送，集中、收集、储存于罐中，以备后用；将沼渣和沼液作为肥料在原地直接返回农田，维护土壤肥力；7)采用热解蒸汽合成法生产甲醇，具体步骤如下：(1)将步骤6)储存的沼气，加热至650～900℃，通过热解法使硫化氢热解； 部分甲烷与二氧化碳热解；(2)测定步骤(1)热解产物的CH4含量，按CH4∶H2O＝1∶1摩尔比加水蒸气，并与剩余甲烷发生热解最终产生一氧化碳与氢气的混合气体；(3)将步骤(2)处理的产生的混合气体，用于加热水，产生步骤(2)的水蒸气，再用于加热步骤(1)的沼气，使步骤(2)的混合气体降温至440至444.674℃，使硫凝结，去除气体中的硫；(4)将在步骤(3)中降温后的混合气体，用于加热水，产生步骤(2)的水蒸气，使步骤(3)降温后的混合气体继续降温至390℃，加压至30MPa，合成甲醇，反应式：CO+2H2＝CH3OH，产生甲醇蒸汽与剩余的一氧化碳、氢气混合而成混合气体；(5)将步骤(4)的混合气体，先用于加热步骤(1)中的沼气，从而使混合气体温度降至70℃，再冷却至64.65℃以下，使甲醇液化，用于制备汽车燃料；(6)回收步骤(5)尾气，加热至390℃后，加入步骤(4)循环利用于合成甲醇；(7)回收步骤(3)凝结的硫磺。