ICS 65. 020. 01 CCS B 60 团体标准 T/LYCY 2066-2024 芦竹资源炼制技术规程 生物天然气 Technical specification for Refining Asparagus resources bio-based natural gas 2024-11-30发布 2024-12-15实施 中国林业产业联合会发布
引言 本质纤维素是一种资源丰富、价格低廉、可再生的生物质资源，包括农作物秸秆，林业 废弃物等，主要由纤维素、半纤维素和木质素三大组分组成.
纤维素是葡萄糖由β-1-6-糖 苷键构成的线性高分子聚合物，结晶度高，分子量大，可以用来制备纸浆和溶解浆等生物基 材料.
同时纤维素还可以通过酸水解或酶水解降解成单糖构建糖平台，用来生产生物基能源 如燃料乙醇、丁醇等，生物基化学品如乙酰丙酸等.
木质素是由苯丙烷单元通过酯键、醚键、 碳碳键构成的高分子聚合物，可以作为胶黏剂、染料分散剂等，还可以通过氢化氢解制备低 分子酚类化合物.
半纤维素是植物界中除纤维素外含量最丰富的多糖，含量一般为20～35%.
半纤维素可以作为发酵糖生产单细胞蛋白、燃科乙醇、丁醇等.
目前对于芦竹原料的利用还 只是单一组分的利用，如建造以芦竹为原料单一生产纸浆的工厂，在制浆过程中，只是利用 了其中的纤维素组分，大量半纤维素进入黑液，随同木质素一起被燃烧，使半纤维素和木质 素不能得到有效的利用：生物炼制过程集成的理念是经济有效的利用生物质的组分，实 现多联产，将每一组分的炼制纳入到整个炼制体系中，生产能源、化学品和材料，尤其是高 附加产品，减少资源浪费和环境污染.
生物炼制过程集成是降低产品成本、增加利润、实现 生物质资源替代石油资源的有效途径.
蒸汽爆破是目前经济有效的木质纤维素预处理技术，由于半纤维素是非结晶的，并且分 支多，分子量小，比纤维素更容易被水解.
在汽爆过程产生的乙酸的作用下，半纤维素很容 易发生自水解，降解成单糖和低聚糖，溶于水中，因此很容易在预处理过程中得到半纤维素 降解产物.
本文件是将芦竹原料半纤维素的生物炼制过程中，利用蒸汽爆破水提液制取沼气、 生物天然气的技术.
沼气是一种清洁、可再生能源，其成分以甲烷、二氧化碳为主，并含有少量的氧气、氢 气、氮气、硫化氢等，其中CH含量为50%~70%，CO的含量为30%～40%.
与其它可 燃气体相比，沼气具有抗爆性良好和燃烧产物清洁等特点.
目前，沼气主要应用在发电、供 热和炊事方面，沼气中的CO降低了沼气的能量密度和热值，限制了沼气的利用范围，要 去除沼气中的CO2，HS和水蒸气等，将沼气提纯为生物天然气，生物天然气可压缩用 于车用燃料、热电联产、并入天然气管网、燃料电池以及化工原料等领域，汽车使用生物天 然气不仅可以降低尾气排放造成的空气污染，而且温室气体的净排放量减少75%～200%，生 物天然气可混入现有的天然气管网，降低对石化能源的依赖.
本文件的沼气提纯技术是指去 除沼气中CO、HS和水蒸气等的技术.
前言 本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规 则》的规定起草.
请注意本文件的某些内容可能涉及专利.
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本文件由皖西大别山珍稀植物园有限公司提出.
本文件由中国林业产业联合会归口.
本文件起草单位：皖西大别山珍稀植物园有限公司、安徽省淮滨园艺有限责任公司、皖 西盐肤木研究所、武汉兰多生物科技公司、皖西学院.
本文件主要起草人：戴军、刘福鹏、程志杰、孙传伯、陈存武、刘丽、王林、邹怀斌、.
芦竹资源炼制技术规程生物天然气 1范围 本文件给出了芦竹蒸汽爆破水提液制取生物天然气技术的术语和定义、沼气制取、生 物天然气提纯技术要求.
本文件适用于芦竹原料蒸汽爆破水提液制取沼气、提纯生物天然气活动.
2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款.
其中，注日期 的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本（包括 的修改本）适用于本文件.
GB/T41328生物天然气 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件.
3. 1 沼气biogas 沼气是有机物质在一定温度、湿度、酸碱度和厌氧条件下，经多种微生物发酵及分解作 用而产生的一种混合可燃气体.
3.2 生物天然气bio-basednatural gas 以沼气为原料，经必要的分离、提纯、重整等处理过程，达到一定品质要求，可以 工业化、规模化利用的可燃气体.
3.3 厌氧发酵anaerobicfermentation 指有机物质在一定水分、温度和厌氧条件下，通过各类微生物的分解代谢，最终形成 甲烷和二氧化碳的过程.
3. 4 化学需氧量chemical oxygen demand 指在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量.
3.5 酸化反应acidizing 指的是加酸使体系由碱性或中性变成酸性的过程或效应.
4沼气制取 4.1沼气发酵基本工艺流程 沼气发酵工艺流程图： 气体净化→储存 ↑ 剩余污泥一回收利用（肥料） 图1芦竹原料蒸汽爆破水洗液制取沼气工艺流程图 4.2制备料液 4.2.1原料 蒸汽爆破物料水洗液： 4.2.2化学需氧量调节 用自来水或用酸化混合液发酵产沼气后的化学需氧量小于300mg/的废水调节化学需 氧量为2000mg~20000mg/. 4.2.3养分调节 用含氮的营养物质和含磷的营养物质或含氮和磷的营养物质调节汽爆物料水洗液中的 化学需氧量、凯氏氮、总磷的比例为200~500：5：1 4.2.4pH值调节 用碱性物质调节汽爆物料水洗液的pH值为4.5-7.0，得到料液.
注：含氮的营养物质为尿素或碳酸氢铵或硫酸铵，含磷的营养物质为磷酸二氢钾或磷酸氢二钾，含氮 和磷的营养物质为凯氏氮含量在100mg/L以上、总磷含量在20mg/1以上的发酵工业废水.
碱性物质为工 业液碱或工业碳酸钠或质量分数为8%的石灰乳，所述工业液碱中氢氧化钠质量分数≥30%.
4.3制备液体种子 将汽爆物料水洗液在温度15C～40℃条件下，自然酸化2d~14d，得液体种子.
4.4制备混合液 将液体种子和料液按体积比1：1～19混合，得混合液.
4.5酸化反应 将混合液在温度15℃～40℃条件下，静置酸化或连续酸化反应，酸化时间为2h～24h， 可得用于厌氧发酵产沼气的酸化混合液，酸化混合液的酸化度为25%以上.
注：静置酸化是指将料液接种后在预酸化池或预酸化罐静置进行酸化反应：连续酸化是指在预酸化池
