14、酵母水解液浓缩设备15、氨基酸盐反应器16、CO2吸收设备17、三通阀19、富液解吸设备22、提纯气储气罐24,它还包括第一输送栗3、第二输送栗10、第三输送栗18、热交换器20、第四输送栗23,其中,沼气工程发酵设备I的新鲜沼液出口
1.1连接沼液沉淀设备2的新鲜沼液入口 2.1,沼液沉淀设备2的沼液出口 2.2通过第一输送栗3连接沼液离心设备4的沼液入口 4.1,沼液离心设备4的上清液出口 4.2连接搅拌发酵设备5的上清液入口 5.1,搅拌发酵设备5还设有假丝酵母菌入口 5.2 ;秸杆预处理反应器9设有第一秸杆出口 9.1、第一秸杆入口 9.2、NaOH溶液入口 9.3,秸杆预处理反应器9的第一稻杆出口 9.1连接水洗设备8的第二稻杆入口 8.2,水洗设备8的第二稻杆出口 8.1连接秸杆糖化反应设备7的第三秸杆入口 7.3,秸杆糖化反应设备7还设有纤维素酶、缓冲溶液入口 7.2,秸杆糖化反应设备7的秸杆糖化液出口 7.1连接第一过滤器6的秸杆糖化液入口 6.2,第一过滤器6的秸杆糖化滤液出口 6.1连接搅拌发酵设备5的秸杆糖化滤液入口5.3,搅拌发酵设备5的发酵液出口 5.4通过第二输送栗10连接悬浊发酵液离心设备11的发酵液入口 11.1,悬浊发酵液离心设备11的低氨氮沼液出口 11.3连接沼液储液罐12的低氨氮沼液入口 12.1 ;悬浊发酵液离心设备11的酵母泥出口 11.2连接酵母水解反应器13的酵母泥入口 13.1,酵母水解反应器13还设有木瓜蛋白酶、缓冲溶液及诱导剂入口 13.2,酵母水解反应器13的酵母水解液出口 13.3连接第二过滤器14的酵母水解液入口 14.1,第二过滤器14的酵母水解滤液出口 14.2连接酵母水解液浓缩设备15的酵母水解滤液入口15.1,酵母水解液浓缩设备15的复合氨基酸出口 15.2连接氨基酸盐反应器16的复合氨基酸入口 16.1,氨基酸盐反应器16还设有KOH溶液入口 16.2,氨基酸盐反应器16的复合氨基酸盐溶液出口 16.3连接0)2吸收设备17的复合氨基酸盐溶液入口 17.1,0)2吸收设备17还设有富碳气体入口 17.2、提纯气出口 17.3,0)2吸收设备17的提纯气出口 17.3连接提纯气储气罐24的提纯气入口 24.1 ;0)2吸收设备17的富液出口 17.4通过第三输送栗18连接三通阀19的第一接口 19.1,三通阀19的第二接口 19.2连接沼液储液罐12的第一富液入口 12.2,沼液储液罐12还设有第一富液出口 12.3 ;三通阀19的第三接口 19.3连接热交换器20的低温富液入口 20.1,热交换器20的高温富液出口 20.2连接富液解吸设备22的第二富液入口 22.1,富液解吸设备22还设有加热器21、空气入口 22.2、0)2气体出口 22.4,富液解吸设备22的贫液出口 22.3连接热交换器20的高温贫液入口 20.3,热交换器20的低温贫液出口 20.4通过第四输送栗23连接氨基酸盐反应器16的复合氨基酸盐出口 16.3与0)2吸收设备17的氨基酸盐入口 17.1之间的输送管路。
[0035]上述技术方案中,所述沼液沉淀设备2的沼液出口 2.2与沼液离心设备4的沼液入口 4.1之间的管路内设有第一流量计25.1和第一输送栗3,所述沼液离心设备4的上清液出口 4.2与搅拌发酵设备5的上清液入口 5.1之间的管路内设有第二流量计25.2,第一过滤器6的秸杆糖化滤液出口 6.1与搅拌发酵设备5的秸杆糖化滤液入口 5.3之间的管路内设有第三流量计25.3,秸杆糖化反应设备7的纤维素酶、缓冲溶液入口 7.2处设有第四流量计25.4,秸杆预处理反应器9的NaOH溶液入口 9.3处设有第五流量计25.5,搅拌发酵设备5的发酵液出口 5.4与悬池发酵液尚心设备11的发酵液入口 11.1之间的管路内设有第二输送栗10和第六流量计25.6,悬浊发酵液离心设备11的酵母泥出口 11.2与酵母水解反应器13的酵母泥入口 13.1之间的管路内设有质量传感器27,酵母水解液浓缩设备15的复合氨基酸出口 15.2与氨基酸盐反应器16的复合氨基酸入口 16.1之间的管路内设有氨基酸浓度传感器28.1,氨基酸盐反应器16的KOH溶液入口 16.2处设有第七流量计25.7,氨基酸盐反应器16的复合氨基酸盐溶液出口 16.3与0)2吸收设备17的复合氨基酸盐溶液入口 17.1之间的管路内设有第八流量计25.8,0)2吸收设备17的富碳气体入口 17.2处设有第一 0)2浓度传感器28.2,CO 2吸收设备17的富液出口 17.4与三通阀19的第一接口19.1之间的管路内设有第九流量计25.9和第三输送栗18,三通阀19的第二接口 19.2与沼液储液罐12的第一富液入口 12.2之间的管路内设有第十流量计25.10,三通阀19的第三接口 19.3与热交换器20的低温富液入口 20.1之间设有第^^一流量计25.11,热交换器20的高温富液出口 20.2与富液解吸设备22的第二富液入口 22.1之间的管路内设有温度传感器26,富液解吸设备22的CO2气体出口 22.4处设有第二 CO 2浓度传感器28.3,富液解吸设备22的空气入口 22.2处设有第十二流量计25.12。
[0036]上述技术方案中,温度传感器26、质量传感器27及各个流量计和浓度传感器均用于测量各处溶液或气体的相关参数,确定本系统是否在正常的范围运行,有不足或者超过相关参数,将对外源添加剂流量、沼液流量、水解液流量、酵母泥输送质量或加热器温度等进行调节,保证系统的正常工作。
[0037]—种利用上述以沼液和秸杆水解液制备氨基酸及分离0)2的系统制备氨基酸及分离0)2的方法,该方法中,沼液与秸杆水解液经过假丝酵母菌发酵,水解发酵液中的酵母菌得到的水解液与KOH溶液反应得到复合氨基酸盐,沼气、垃圾填埋气和生物质热解气等富0)2气体中的CO2在吸收阶段被复合氨基酸盐溶液吸收而形成富液,大部分富液与发酵后沼液混合施用于农作物,少量富液回收再生,同时将再生过程中产生的CO2气体作为气肥施用温室于大棚。在0)2气体需求量较小情况下,大部分富液与发酵后沼液混合,直接用于农林生态应用,或者用于农林作物或植物的浇灌,促进作物或植物的生长,从而将携带的0)2储存在作物或植物机体和土壤及含水层中。在CO2气体需求量较大的情况下,少部分富液可经过热交换器20加热后进入富液解吸设备22中,经过升温和空气吹扫辅助再生,将富液中携带的CO2再生,从而形成贫碳氨基酸盐液简称贫液,贫液通过热交换器20降温后输送至CO 2吸收设备17进行循环利用。通过调节吹扫空气温度、流量,从而使从富液解吸设备22顶部排出的气体中CO2体积分数达到800?lOOOppmv,可直接用于温室大棚的气体施肥应用。
[0038]本发明具体来说包括如下步骤:
[0039]步骤1:沼气工程发酵设备I产生的新鲜沼液由新鲜沼液出口 1.1进入沼液沉淀设备2,在沼液沉淀设备2中自然沉淀I天后由沼液出口 2.2进入沼液离心设备4,在沼液离心设备4中沼液以2000r/min的转速离心20min,脱除沼液中大粒径悬浮颗粒,使悬浮颗粒直径范围在4?5 μ m,离心得到的沼液上清液通过上清液出口 4.2进入搅拌发酵设备5 ;
[0040]步骤2:秸杆由第一秸杆入口 9.2进入秸杆预处理反应器9中,进料时调节秸杆预处理反应器9中秸杆的浓度为40?60g/L,NaOH溶液(质量分数为1.5 %?2 % )通过NaOH溶液入口 9.3进入秸杆预处理反应器9中,在35?40°C的温度条件下处理时间6小时;经过NaOH预处理的秸杆通过第一秸杆出口 9.1进入秸杆水洗设备8,经过水洗后由第三秸杆入口 7.3进入稻杆糖化反应设备7,梓檬酸-朽1檬酸钠缓冲液(质量百分数为15?25% )和纤维素酶(按Ig干秸杆加入35?50mg纤维素酶的加入量)通过纤维素酶、缓冲溶液入口 7.2进入秸杆糖化反应设备7中,水解糖化反应24小时,得到秸杆糖化液水解糖化过程完成后,秸杆糖化液中葡萄糖的浓度为20?35g/L ;秸杆糖化液由秸杆糖化液出口 7.1进入第一过滤器6,在第一过滤器6中滤去残渣后得到秸杆糖化滤液,秸杆糖化滤液通过秸杆糖化滤液入口 5.3输送至搅拌发酵设备5 ;
[0041 ] 步骤3:通过第二流量计25.2和第三流量计25.3控制沼液上清液和秸杆糖化滤液的进料体积比为1:2(根据假丝酵母菌在沼液中生长的最佳营养条件C:N?27:1,即氨氮浓度为300mg/L、葡萄糖浓度20g/L,而通过湿发酵沼气工程发酵得到沼液中氨氮浓度为800?1500mg/L、秸杆水解液中葡萄糖的浓度为20?35g/L,所以确定沼液与糖化水解液的进料体积比为1: 2),假丝酵母菌由假丝酵母菌入口 5.2进入搅拌发酵设备5,在发酵液中按IL发酵液接入30mL新鲜菌液的接种量接种假丝酵母菌,控制搅拌发酵设备5中温度为35?38 °C、pH为3.0?5.0,好氧发酵3天,得到悬浊发酵液;
[0042]步骤4:步骤3中发酵完成的悬浊发酵液通过第二输送栗10由发酵液入口 11.1输送至悬池发酵液离心设备11中,悬池发酵液在2000r/min的转速下离心lOmin,悬池发酵液经过离心分离形成低氨氮沼液和酵母泥,低氨氮沼液通过低氨氮沼液出口 11.3进入沼液储液罐12 ;在悬浊发酵液离心设备11离心分离得到的酵母泥通过酵母泥出口 11.2进入酵母水解反应器13 ;
[0043]步骤5:酵母泥在酵母水解反应器13中先进行自溶,后进行水解,通过质量传感器27控制进入酵母水解反应器13中酵母泥的质量,再经木瓜蛋白酶、缓冲溶液及诱导剂入口13.2向酵母水解反应器13进水配制成浓度