CN101531936A - 一种含可燃气的固体燃料及其生产工艺 - Google Patents

一种含可燃气的固体燃料及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

一种含可燃气的固体燃料及其生产工艺，包括以下重量份数的原料制成：污泥：150～330；动物粪便：370～450；植物粉：300～400；除味剂：按原料污泥、动物粪便和植物粉重量份数，每1000重量份加除味剂重量份：冬季0.1～0.3；夏季0.5～0.7；发酵剂：按原料污泥、动物粪便和植物粉重量份数，每1000重量份加除味剂重量份：冬季0.2～0.5；夏季0.1～0.2。生产工艺是：按比例在污泥中加入除味剂，在动物粪便中加入发酵剂，与植物粉混合后进入搅拌机搅拌，然后进行堆放，然后进入成型机成型。本发明充分利用生物厌氧处理后的污泥、动物粪便和草粉等生产含可燃气的固体燃料。可减少有害物排放，节能、减排、环保，达到国家排放标准。能提高热值10～20％，节约效益25～30％。

Description

一种含可燃气的固体燃料及其生产工艺
技术领域
本发明涉及一种固体燃料及其生产工艺，尤其是一种使用污泥作填充粘合剂，将动物粪便和植物粉经除味药物处理后，加入真菌菌种再次发酵产生可燃气体而生产的固体燃料及其生产工艺。
背景技术
已有的固体燃料，市面有很多种，如人造木炭、使用造纸黑液作粘合剂的型煤等。
申请号为200310105711.7、公开号为CN1621503A、申请日为2003年11月24日、发明名称为“一种复合型煤的配方”的中国发明专利申请，本申请人在该专利申请中公开了一种复合型煤的配方，它是在传统以无烟煤加粘土或石灰为原料生产型煤(蜂窝煤、球形煤)基础上，去掉粘土或石灰成分，配比以可燃的造纸废纸浆、烟煤和洗精煤时的废水经过沉淀的煤泥，它解决了造纸废纸浆对环境的污染问题，同时也用掉了煤泥这一不被普遍利用的能源，比现在单一用无烟煤生产型煤的成本降低15～20％，它除了能保证其稳定发热量外，在燃烧时不冒黑烟，燃尽的型煤灰渣含有农作物生长所需要的钾、磷等成分，还能改良板结的土壤。
申请号为200610043950.8、公开号为CN1952087A、申请日为2006年5月15日、发明名称为“一种固体燃料的原材料配方及生产工艺”的中国发明专利申请，本申请人作为第一发明人在该专利申请中公开了一种固体燃料的原材料配方及生产工艺。其技术方案是包括以下成分：可燃动、植、矿物的废弃物和液体，催固剂，氧化镁。该发明应用了各种废弃物含有的不同类别不同成份的粘合剂、填充料、催固剂和助燃剂等，节约了化工原料、减少成本，扩大了原料来源，在应用推广中不同的废弃物使用不同的原料来调正到粘合、固化、助燃的效果。
但是，已有技术中均无有使用污泥作填充粘合剂的，同时也没有将污泥内的腥臭味除掉，也没有使用污泥和各种废渣液、动物粪便和杂草粉等原料经药物处理后，加入真菌菌种再次发酵产生可燃气体的固体燃料及其生产工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种使用污泥作填充粘合剂，将动物粪便和植物粉(杂草粉等)经除味药物处理后，加入真菌菌种再次发酵产生可燃气体而生产的含可燃气的固体燃料及其生产工艺。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种含可燃气的固体燃料，其特征是：包括以下重量份数的原料制成：
污泥：150～330；
动物粪便：370～450；
植物粉：300～400；
除味剂：按原料污泥、动物粪便和植物粉重量份数，每1000重量份加除味剂重量份：冬季0.1～0.3；夏季0.5～0.7；
发酵剂：按原料污泥、动物粪便和植物粉重量份数，每1000重量份加除味剂重量份：冬季0.2～0.5；夏季0.1～0.2。
根据所述的含可燃气的固体燃料，其特征是：包括以下重量份数的原料制成：
污泥      300；
动物粪便  400；
植物粉    300；
除味剂    冬季0.2；夏季0.6；
发酵剂    冬季0.2；夏季0.1。
根据所述的含可燃气的固体燃料，其特征是：包括以下重量份数的原料制成：
污泥      250；
动物粪便  380；
植物粉    370；
除味剂    冬季0.2；夏季0.6；
发酵剂    冬季0.2；夏季0.1。
根据所述的含可燃气的固体燃料，其特征是：包括以下重量份数的原料制成：
污泥         150；
动物粪便     450；
植物粉       400；
除味剂       冬季0.2；夏季0.6；
发酵剂       冬季0.2；夏季0.1。
根据所述的含可燃气的固体燃料，其特征是：包括以下重量份数的原料制成：
污泥        330；
动物粪便    370；
植物粉      300；
除味剂      冬季0.2；夏季0.6；
发酵剂      冬季0.2；夏季0.1。
根据所述的含可燃气的固体燃料，其特征是：所述的除味剂是由麦草炭100重量份加水25～30重量份，麦草炭和水浸透后再加入高锰酸钾50重量份，搅拌均匀而成。
根据所述的含可燃气的固体燃料，其特征是：所述的发酵剂是用粉状干牛粪100重量份加沼气液50重量份混合而成。
一种生产所述含可燃气的固体燃料的工艺，其特征是：按所述比例在污泥中加入除味剂，在动物粪便中加入发酵剂，与植物粉混合，混合后进入搅拌机搅拌，然后进行堆放，然后进入成型机成型。
根据所述的含可燃气的固体燃料的生产工艺，其特征是：所述的进行堆放，堆放时间为4小时。
本发明的有益效果：
本发明充分利用生物厌氧处理后的污泥、动物粪便和草粉等生产含可燃气的固体燃料。本发明固体燃料的原料除污泥和大型沼气池(发电用)泥渣外，其主要原料来源植物杆、根、叶和果壳、皮糠等，再生资源取之不尽，是将来可代替煤炭的产品。本发明能提高热值10～20％，可节约经济效益25～30％。本发明可减少有害物排放，经监测无有害物排放，已达到国家规定的排放标准。本发明节能、减排、环保。
附图说明
图1为本发明的生产工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：
本发明的产品所需要的原料主要是污水处理后的污泥(泥渣)，城乡污泥、造纸、印染、皮革、化工等污水污泥(泥渣)，因污泥(泥渣)内含有害物很多，存放、深埋会污染地下水源，目前全球大部分国家都是烧掉处理。
污泥(泥渣)内有含高蛋白，蛋白质，有含木质素和可燃纤维类的物质多少不均，发热量也不相同，所以首先将原料先分析化验取第一数据以便按原料，按产品要求，发热量多少大卡，再将所有的原材料调剂配比对照，从理论数据推算再按比例调配，达到不同规格产品所需发热量要求。
本发明的主要原料是废水处理后的二次污染严重的污泥，它存放露地有臭腥味并污染空气，埋在地里污染地下水资源，更不能作肥料使用，因它内含多种重金属，危害人畜、植物生命，只有烧掉处理。
本发明的技术首先将污泥腥臭味除掉，消毒杀菌，再充分利用它内含的可燃烧发热的物质如蛋白质类等、可燃纤维类和污水处理用的絮凝剂—聚丙烯酰胺，并使用生物厌氧处理的真菌等(后分别介绍)。
污泥(泥渣)的来源：城乡污水处理厂，造纸厂、酒厂、酱油醋厂、柠檬酸厂、糖厂、味精厂、粮食、果品蔬菜肉食生熟等加工厂、化工厂、制革厂等。凡有废水的企业都必须处理污水而产生污泥，尤其是造纸的污泥。
本发明所用原料和农牧生产生活垃圾生产沼气后的污泥(泥渣)不一样：农牧生产生活垃圾生产沼气的废弃物是有机物，其泥渣和液是有营养的可作肥料使用。而造纸及化工行业的沼气污泥(泥渣)含有机物含多种有害物质和重金属，不可作肥料使用和埋在地下，只能烧掉处理。
由于污泥(泥渣)内所含的物质成份不一样，使用不同的污泥(泥渣)和其它可燃物混合成固体燃料在燃烧前加温所产生的可燃气体也不一样，如：使用污泥生产沼气的泥渣和液，它内含剩余的有机质，与煤泥、煤矸石混合成固体燃料，它经加温后会产生沼气、甲烷气、氢气等多种可燃气体，所以本发明又可称固体、液体、气体混合燃料。
本发明的生产工艺流程如图1所示：
除味剂：是由麦草炭(它有杀菌消毒助燃作用)100kg加水25～30kg，炭和水浸透后再加入高锰酸钾50kg搅拌均匀即可使用，根据气候加入。每吨混合原料(污泥+动物粪便+植物粉)，温度高气味大，可加入500g～700g，气味小可加入100g～300g。
污泥(泥渣)：是城市污水厂和造纸等行业污水处理后的污泥。内由聚丙烯酰胺(聚丙烯酰胺是污水处理必须使用它来做絮凝剂，使用前是固体，是用蒸馏水加温稀释成浓液，1kg加7000kg水，它的分子结构紧密网状在常温水中形成交连，凝聚力特强，能将浑水中的微小颗粒(纳米级)沉淀物聚合成絮状，沉淀水下最底层经脱水后成为污泥，它的特性是不容易在常温下蒸发)在本发明中作为粘合剂使用。污泥中有剩余的沼气被粘合剂保护(聚丙稀酰胺)不会挥发，在生产中按比例加入发酵剂再次产生沼气.污泥再和其它可燃物干粉混合又产生其它不同的可燃气来，产品要求含水率20％左右，以便在燃烧前加温产生气体，所以污泥不要烘干，这也是本次发明的优点。
本发明如在污泥和一切可燃物内含硫高，就必须加入脱硫剂—石灰粉(氧化钙)，一般按混合料(污泥+动物粪便+植物粉)重量的7～12％加入。
本发明如果在使用中使用煤矸石，就必须加入助燃剂硝酸钠或硝酸钾来脱硫助燃，一般按混合料(污泥+动物粪便+植物粉)重量的10～20％加入。
植物粉(或颗粒)：包括植物杆、根、叶和果壳、皮糠、含木质素的可燃物粉或颗粒，以及含生物质的废渣，一年一季、长年丛生的(水生植物在内)一切由光合作用而生长的可燃生物质。如：草粉、秸秆粉(或颗粒)、锯末、生产蘑菇的废渣、中药厂中药渣等含生物质的废渣；还包括本人发明的申请号为200610043950.8、发明名称为“一种固体燃料的原材料配方及生产工艺”的专利所使用的原料；以及本人发明的申请号为200310105711.7、发明名称为“一种复合型煤的配方”的专利所使用的原料。
发酵剂：是生产沼气的真菌菌种，它是用粉状干牛粪100kg加沼气液50kg混合而成。
动物粪便：动物养殖业的粪便和杂物垃圾如牛粪、牛尿、猪、羊、鸡、鹅、鸭圈杂物等，它是菌种的丰富养料，在温度15～30度，含水份15～20％，约4小时以上堆放的条件下发酵产生沼气。
本发明将所有的物料按配比混合后进入搅拌机均匀的搅拌后，堆放4小时药物和菌种溶合进入成型机。
成型机：使混合搅拌后的物料成型，成型机的压力0.1～0.2kg/cm2。
本发明中除味剂、发酵剂可按气候和温度来加入，如气温高35度以上，臭味浓，按原料污泥、动物粪便和植物粉混合后的重量，每1000kg加入除味剂500～700g。气温在15度左右时，每1000kg可加100g～300g左右。发酵剂在气温0度左右时，按原料污泥、动物粪便和植物粉混合后的重量，每1000kg加200～500g，在气温10～30度时加100～200g即可。
本发明可根据所需产品热值大卡来调配原料比例：
原料大卡(发热量)：
污泥(泥渣)：1200大卡～1700大卡；
动物粪便：3900～4300大卡；
植物粉(或颗粒)：3100～3400大卡；
含生物质的废渣：1900～2200大卡。
本发明包括以下重量份数的原料制成：
污泥(泥渣)：150～330；
动物粪便：370～450；
植物粉(或颗粒、含生物质的废渣)：300～400；
除味剂：按原料污泥、动物粪便和植物粉重量份数，每1000重量份加除味剂重量份：冬季0.1～0.3；夏季0.5～0.7；
发酵剂：按原料污泥、动物粪便和植物粉重量份数，每1000重量份加除味剂重量份：冬季0.2～0.5；夏季0.1～0.2。
实施例1：2200～2800大卡(最佳配方)
本发明包括以下重量的原料制成：
污泥        300kg
动物粪便    400kg；
植物粉      300kg；
除味剂      冬季200g，夏季600g；
发酵剂      冬季200g，夏季100g。
实施例2：3200～3500大卡
污泥         250kg
动物粪便     380kg
植物粉       370kg
除味剂       冬季100～300g，夏季500～700g；
发酵剂       冬季200g，夏季100g。
实施例3：3500～4000大卡
污泥         150kg；
动物粪便     450kg；
植物粉       400kg
除味剂       冬季100～300g，夏季500～700g；
发酵剂       冬季200g，夏季100g。
实施例4：2000大卡左右
污泥         330kg；
动物粪便     370kg；
植物粉(含生物质的废渣)300kg；
除味剂       冬季100～300g，夏季500～700g；
发酵剂       冬季200g，夏季100g。
本发明具体的优点和效果：
1、本发明为充分利用生物厌氧处理后的污泥，沼气渣液内有剩余的沼气和其它可燃气体，动物粪便给真菌有丰富的营养再和草粉混合，在温度达到15度以上堆放4个小时即可发酵。所以污泥粪便不需烘干。本发明的产品要求：该产品怕雨水冲淋，必须含15～20％的水分，以便使真菌发酵产生沼气，要求的条件要有丰富的营养，产品堆放加盖蓬布，温度15度-30度，4～8小时以上，产生菌丝—沼气和可燃气体，要求储存，进入炉镗前封闭或半封闭，保持固体燃料温度30～60度，水蒸气沼气和其它可燃气随封闭式管路进入炉镗爆燃。固体本身已有30～60的温度进入炉膛不会因含水分降低炉温，而水分蒸发起到助燃作用，所以能提高热值10～20％。
以上所述优点，也就是本发明创新目的，这种燃料的原料是再生资源取之不尽，来源广泛将是代替煤炭的唯一产品，技术水平填补国内空白，为国际首创。
2、除污泥和大型沼气池(发电用)泥渣外，其主要原料来源广泛，取之不尽，植物杆、根、叶和果壳、皮糠等。一年一季，长年丛生的(水生植物在内)一切由光合作用而生产的可燃生物质。包括本人已发明的二项专利内(一种固体燃料原料配方及生产工艺，其申请号：200610043950.8，公开号：CN1952087)。一种复合型煤申请号：200310105711.7，公开号：CN1621503A)。
3、产品使用燃烧时设备和设施以及燃烧方法。要求的条件，如本发明的技术要求是成品防止雨水冲洗，因为产品内含可燃气体经雨水冲洗后容易淡化，所以在运输与储存时均要求加盖篷布，二者产品经盖篷布在适应的温度和足够的时间还继续产生可燃气。燃料在燃烧前进入加温专用设备(封闭式管路)燃料达到30～60℃进入炉膛，可瞬间爆燃，所含水分产生的水蒸气起到助燃作用，不会降低炉温，此种燃料可提高热值10～20％。
4、节能、减排、环保是本项发明最终目的。此种燃料使用煤炭化验分析法，化验结果热值是按低温位数来确定的，达到3400大卡(干燥法)。此种燃料是含有可燃气和水分，在进入炉膛燃烧时可燃气爆燃水蒸气助燃，所以能提高热值10～20％，也就是实际热值是3900～4100大卡。
节约煤炭试验：使用热值4000～4500大卡原煤每吨燃1小时，使用这种固体燃料3000大卡1小时需该燃料1.3吨，效果同1吨原煤一样。也就是每燃烧本产品1.3吨，可节约原煤1吨。经济效益可节约25～30％。
5、减少有害物排放。经监测结果无有害物排放，已达到国家规定的排放标准。权威单位监测分析法：烟尘重量法依据(GB5468-91)，二氧化硫定电位电解法HJ/T57-2000，使用仪器烟尘TH880-1V型微电脑烟尘平行采样仪。
二氧化硫1CM-900烟气分析仪，执行《锅炉大气污染排放标准》(GB271-2001)二类区11时标准烟尘最高允许排放浓度200mg/m3(该燃料排放153mg/m3)，二氧化硫最高允许排放浓度900mg/m3(该燃料排放625mg/m3)。有害排放物已达到国家规定范围之内其效果良好，炉灰可生产磷肥优化疏松土壤。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1、一种含可燃气的固体燃料，其特征是：包括以下重量份数的原料制成：
污泥：150～330；
动物粪便：370～450；
植物粉：300～400；
除味剂：按原料污泥、动物粪便和植物粉重量份数，每1000重量份加除味剂重量份：冬季0.1～0.3；夏季0.5～0.7；
发酵剂：按原料污泥、动物粪便和植物粉重量份数，每1000重量份加除味剂重量份：冬季0.2～0.5；夏季0.1～0.2。
2、根据权利要求1所述的含可燃气的固体燃料，其特征是：包括以下重量份数的原料制成：
污泥       300；
动物粪便   400；
植物粉     300；
除味剂     冬季0.2；夏季0.6；
发酵剂     冬季0.2；夏季0.1。
3、根据权利要求1所述的含可燃气的固体燃料，其特征是：包括以下重量份数的原料制成：
污泥        250；
动物粪便    380；
植物粉      370；
除味剂      冬季0.2；夏季0.6；
发酵剂      冬季0.2；夏季0.1。
4、根据权利要求1所述的含可燃气的固体燃料，其特征是：包括以下重量份数的原料制成：
污泥        150；
动物粪便    450；
植物粉      400；
除味剂      冬季0.2；夏季0.6；
发酵剂      冬季0.2；夏季0.1。
5、根据权利要求1所述的含可燃气的固体燃料，其特征是：包括以下重量份数的原料制成：
污泥        330；
动物粪便    370；
植物粉      300；
除味剂     冬季0.2；夏季0.6；
发酵剂     冬季0.2；夏季0.1。
6、根据权利要求1所述的含可燃气的固体燃料，其特征是：所述的除味剂是由麦草炭100重量份加水25～30重量份，麦草炭和水浸透后再加入高锰酸钾50重量份，搅拌均匀而成。
7、根据权利要求1所述的含可燃气的固体燃料，其特征是：所述的发酵剂是用粉状干牛粪100重量份加沼气液50重量份混合而成。
8、一种生产权利要求1、2、3、4或5所述含可燃气的固体燃料的工艺，其特征是：按所述比例在污泥中加入除味剂，在动物粪便中加入发酵剂，与植物粉混合，混合后进入搅拌机搅拌，然后进行堆放，然后进入成型机成型。
9、根据权利要求8所述的含可燃气的固体燃料的生产工艺，其特征是：所述的进行堆放，堆放时间为4小时。
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