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一种用于提高园林废弃物产生物燃气的高温水热方法.pdf

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一种 用于 提高 园林 废弃 物产 生物 燃气 温水 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910040662

申请日:

20190116

公开号:

CN109628499A

公开日:

20190416

当前法律状态:

公开

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 公开
IPC分类号: C12P5/02 主分类号: C12P5/02
申请人: 中国科学院广州能源研究所
发明人: 余强;孔晓英;孙永明;李连华
地址: 510640 广东省广州市天河区五山能源路2号
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 44001 代理人: 蒋欢妹;莫瑶江
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910040662

授权公告号:

法律状态公告日:

20190416

法律状态类型:

公开

摘要

本发明公开了一种用于提高园林废弃物产生物燃气的高温水热方法,该方法包括以下步骤:在反应器中,次序加入水和氯化胆碱,混合制得反应液,之后加入园林废弃物原料或/与其他?#23616;氏宋?#32032;生物质混合料作为底物,在160?220℃?#36335;?#24212;1?2h得到固液混合物;固液混合物直接接入厌氧发酵菌种进行生物燃气发酵得到生物燃气。本发明在保留?#23435;?#32032;和半?#23435;?#32032;等可发酵糖的情况下,最大程度脱除?#23616;?#32032;,且不需要脱?#38236;?#21518;续处理,显著提高其生物燃气的发酵效率,进而实现园林废弃物的高效能源转化,解决了现有技术生物质生化转化效率不高、后续处理要脱毒的问题。相比其他预处理手段,本方法可?#20013;?#24615;更好、应用潜力更大。

权利要求书

1.一种用于提高园林废弃物产生物燃气的高温水热方法,其特征在于,该方法包括以下步骤: 1)在反应器中,次序加入水和氯化胆碱,混合制得反应液,之后加入园林废弃物原料或/与其他?#23616;氏宋?#32032;生物质混合料作为底物,在160-220℃?#36335;?#24212;1-2h得到固液混合物; 2)步骤1)得到的固液混合物直接接入厌氧发酵菌种进行生物燃气发酵得到生物燃气。 2.根据权利要求1所述的用于提高园林废弃物产生物燃气的高温水热方法,其特征在于,步骤1)次序加入水和氯化胆碱指先以水为反应介质A反应,之后加入氯化胆碱得到介质B,再进行反应;或先在水与氯化胆碱混合的介质C中反应,之后再在反应介质A中反应。 3.根据权利要求1或2所述的用于提高园林废弃物产生物燃气的高温水热方法,其特征在于,步骤1)水和氯化胆碱的质量比为4:1-1:1,底物质量浓度为5%-20%。

说明书


一种用于提高园林废弃物产生物燃气的高温水热方法
技术领域:


本发明涉及生物?#39318;?#21270;技术领域,具体涉及一种用于提高园林废弃物产生物燃气
的高温水热方法。


背景技术:


园林废弃物指由于人工修剪、自然作用如四季变化、台风等产生的树枝、树叶等绿
化垃圾。随着我国城镇化和城市绿化建设的?#27426;?#25512;进,园林绿化废弃物逐渐增加,据统计仅
广东省每年产生数量达1.2千万吨。常用处理及再利用方法包括制成土壤改良基质
(CN102585836A、CN106365824A)、堆肥(CN102295478A、CN105820011A)、?#23435;?#26495;
(CN107323059A)、生物炭(CN107555414A)等。园林废弃物具有典型的?#23616;氏宋?#32032;生物质结
构,主要成分是?#23435;?#32032;、半?#23435;?#32032;和?#23616;?#32032;,故可以用作生物能源(生物燃气、生物乙醇等)
的原料。


植物长期进化使其免于外界侵扰,生物能源转化过程需要首先破坏其紧密的半纤
维—?#23435;?#32032;—?#23616;?#32032;结构,以易于酶及微生物的消化利用。常用的预处理方法包括化学法、
物理法和生物法。化学法需要使用酸碱及有机溶剂,化学试剂的回收及水解产物的脱毒是
难点所在;物理法需要使用各种物理设备如球磨机、冷冻及放射设备,能耗高、不利于工业
放大;生物法需要使用白腐菌等?#23616;?#32032;?#21040;?#33740;,目前效率不高?#27426;?#33976;汽爆破、高温液态水等
物理化学结合方法由于使用化学少或不使用化学试剂,而逐渐受到人们的青睐。上述两种
方法主要作用于原料半?#23435;?#32032;,而对?#23616;?#32032;组分破?#21040;?#23569;,在提高生物质生化转化效率方
面,仍不够理想。


发明内容:


本发明的目的是提供一种用于提高园林废弃物产生物燃气的高温水热方法,在保
留?#23435;?#32032;和半?#23435;?#32032;等可发酵糖的情况下,最大程度脱除?#23616;?#32032;,且不需要脱?#38236;?#21518;续处
理,显著提高其生物燃气的发酵效率,进而实现园林废弃物的高效能源转化,解决了现有技
术生物质生化转化效率不高、后续处理要脱毒的问题。


本发明是通过以下技术方案予以实现的:


一种用于提高园林废弃物产生物燃气的高温水热方法,该方法包括以下步骤:


1)在反应器中,次序加入水和氯化胆碱,混合制得反应液,之后加入园林废弃物原
料或/与其他?#23616;氏宋?#32032;生物质混合料作为底物,在160-220℃?#36335;?#24212;1-2h得到固液混合
物;


2)步骤1)得到的固液混合物直接接入厌氧发酵菌种进行生物燃气发酵得到生物
燃气。


步骤1)次序加入水和氯化胆碱指先以水为反应介质A反应,之后加入氯化胆碱得
到介质B,再进行反应;或先在水与氯化胆碱混合的介质C中反应,之后再在反应介质A中反
应;介质A主要作用于半?#23435;?#32032;,介质B和C主要作用于?#23616;?#32032;。


步骤1)水和氯化胆碱的质量比为4:1-1:1,底物质量浓度为5%-20%。


本发明的的特点和技术优势在于:


1)以园林废弃物为主要原料进行生物燃气炼制,产生新能源,同时实现废物有效
再利用;


2)本发明高温水热体系,对?#23616;?#32032;脱除选择性高,利于原料后续生化转化;


3)本发明高温水热体系,水和氯化胆碱的生物兼容性均较好,无需后续脱毒处理。


总之,本发明在保留?#23435;?#32032;和半?#23435;?#32032;等可发酵糖的情况下,最大程度脱除?#23616;?br>素,且不需要脱?#38236;?#21518;续处理,显著提高其生物燃气的发酵效率,进而实现园林废弃物的高
效能源转化,解决了现有技术生物质生化转化效率不高、后续处理要脱毒的问题。相比其他
预处理手段,本方法可?#20013;?#24615;更好、应用潜力更大。


具体实施方式:


以下是对本发明的进一步说明,而不是对本发明的限制。


实施例1:


1)以水为反应介质,在高压反应釜中加入红花羊蹄?#36164;?#26525;叶作为底物,使其底物
质量浓度为5%,在180℃?#36335;?#24212;30min,之后按照与水质量比2:1加入氯化胆碱,制得?#36335;?#24212;
液,继续在180℃?#36335;?#24212;40min得到固液混合物,其中底物原料的?#23616;?#32032;脱除率为70%,?#23435;?br>素保留率为95%,半?#23435;?#32032;衍生糖收率为85%。


2)步骤1)得到的固液混合物中,按照文献(Bioresour.Technol.2018,55,205-
212)报道方法直接接入厌氧发酵菌种,发酵30天,得到生物燃气。相对于未处理的原料,其
生物燃气总产量提高约380%;


实施例2:


1)以水为反应介质,在高压反应釜中加入小毛竹与台湾草混合园林废弃物作为底
物,使其底物质量浓度为10%,在180℃?#36335;?#24212;60min,之后按照与水质量比1:1加入氯化胆
碱,制得?#36335;?#24212;液,继续在160℃?#36335;?#24212;60min得到固液混合物,其中底物原料的?#23616;?#32032;脱除
率为65%,?#23435;?#32032;保留率为90%,半?#23435;?#32032;衍生糖收率为80%。


2)步骤1)得到的的固液混合物中,按照文献(Bioresour.Technol.2018,55,205-
212)报道方法直接接入厌氧发酵菌种,发酵30天,得到生物燃气。相对于未处理原料,其生
物燃气总产量提高约400%。


实施例3:


1)将水和氯化胆碱按照质量比4:1混合制得反应液,在高压反应釜中加入散尾葵
叶、桉木树枝、红花羊蹄?#36164;?#26525;等混合园林废弃物作为底物,原料使其底物质量浓度为
20%,在220℃?#36335;?#24212;30min,倒掉液体,加入等量纯水,继续在200℃?#36335;?#24212;30min得到固液
混合物,其中底物原料的?#23616;?#32032;脱除率为80%,?#23435;?#32032;保留率为80%,半?#23435;?#32032;衍生糖收率
为75%。


2)步骤1)得到的固液混合物中,按照文献(Bioresour.Technol.2018,55,205-
212)报道方法直接接入厌氧发酵菌种,发酵30天,得到生物燃气。相对于未处理原料,其生
物燃气总产量提高约450%。


以上实施例证明,利用以上所述高温水热方法,可以有效脱除园林废弃物中的木
质素组分,并保留?#23435;?#32032;和半?#23435;?#32032;多糖组分;相关产物生物兼容性均较好,无需后续脱毒
处理,可以显著提高其生物燃气的发酵效率,进而实现园林废弃物的高效能源转化。


关于本文
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编号: cj20190428174901842246

类型: 共享资源

格式: PDF

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上传时间: 2019-04-28

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