CN102358861A

CN102358861A - 生物质污泥再生燃料炭的制备方法

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Publication number: CN102358861A
Application number: CN2011102815925A
Authority: CN
Inventors: 王东
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2012-02-22

Abstract

本发明涉及一种生物质污泥再生燃料炭的制备方法，有以下步骤：取污泥，除臭、灭菌，取生物质燃料粉碎，将上述两个物质混合高温灭菌，筛选，得到产品。本发明所述方法可以对污泥和废弃生物质燃料的处置和综合利用，所制备的燃料炭环保、燃点低。燃料炭的燃烧生成物少，硫含量低，本发明能充分利用污泥和各种废弃物（生物质燃料），可以达到节能减排和发展循环经济的目的。

Description

生物质污泥再生燃料炭的制备方法

技术领域

本发明涉及一种生物质污泥再生燃料炭的制备方法。

背景技术

生物质燃料为江河、湖泊、含纤维素、半纤维素和木质素的漂浮废弃物，以及工业、农业生产中带纤维素、半纤维素和木质素的废弃物，建筑施工中废弃的竹、木，环境园林、林业修枝砍伐的废弃物，生活中产生的各种木质废弃物、农业生产中产生的各种农业废弃物秸秆等，这些生物质燃料通常不进行垃圾处理，往往废弃在垃圾场或田间，造成污染环境。

另外，日常生活和工业生产中因污水处理产生的大量污泥（如污水处理过程中产生的含义大量的有机物、重金属、细菌等固态、半固态、半液态废弃物）带给生态的另一种不可忽视的环境污染，以及越来越引起人们的重视。目前，对上述污水的处理，通常采用填埋、作为肥料使用以及焚烧的方法。这些方法有以下缺点：1.采用填埋的方法，这种方法将会占用大量的土地，并且污泥中的有机物、重金属、细菌等会污染地下水；2.作为肥料使用，常会因施肥引发农产品安全，影响人体健康，并且还会造成二次污染；3.也有将污泥烘干后，作为燃料使用，然而将污泥作为燃料使用，制作过程复杂、成本高，不能用于工业化生产。

目前也有将污泥与生物质燃料混合制成生物合成炭，由于这种方法没有将合成炭进行灭菌、除臭处理，使其在运输过程中造成合成炭中所带的病虫害、细菌、臭气到处传播，造成二次污染。另外，这种方法制备的合成炭，污泥含量大，而污泥中的碳含量较低，即使添加了少了的碳粉，但因碳粉的燃烧时间短，使得合成炭的热值不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物质污泥再生燃料炭的制备方法，所述方法可以对污泥和废弃生物质燃料的处置和综合利用，所制备的燃料炭环保、燃点低。燃料炭的燃烧生成物少，硫含量低，本发明能充分利用污泥和各种废弃物（生物质燃料），可以达到节能减排和发展循环经济的目的。

本发明所述生物质污泥再生燃料炭的制备方法，有以下步骤：

1）取含水率70-90%的污泥，喷洒用于除臭、灭菌的重量百分比浓度为1-3%的生物质醋液，放置2-3个小时，得到处理后的污泥；

2）取生物质燃料，粉碎，取粒径<6mm生物质燃料，喷洒重量百分比浓度为1-5%的生石灰，放置1-2个小时得到处理后的生物质燃料；

3）取步骤1）所述的处理后的污泥70-80重量份，步骤2）所述的处理后的生物质燃料16-22重量份，粒径<0.5cm煤或炭粉4-8重量份，混合，得到污泥、生物质燃料、煤或炭粉的混合物；

4）步骤3）所得混合物经100-300℃的高温灭菌，使混合物干燥至含水率为15-45%；

5）步骤4）所得混合物，筛选，除去金属杂质和粒径≥6mm的杂质；

6）将步骤5）所得混合物加工成型，得到产品。

所述步骤3）中取污泥75重量份，生物质燃料20重量份，粒径<0.5cm煤或炭粉5重量份，混合。

所述生物质燃料为含有纤维素、半纤维素和木质素的木屑以及农业、林业、园林绿化、建筑、工业生产中产生的废弃物。

将步骤5）所得混合物加工成2-6cm直径圆柱、圆粒状固态成品。

将步骤5）所得混合物挤压成直径为8-12cm带1—2cm的蜂窝煤状固态成品。

所述步骤3）中再添加20-40重量份步骤2）所述处理后的粒径小于生物质燃料5×5×30mm替代煤或炭粉。

所述生物质醋液为木醋液、玉米核醋液、杂草醋液中的任意一种。

本发明制备过程中的筛选，可以采用一般的筛选和磁性筛选，其中优选磁性筛选，其去除金属杂质效果较好。

本发明所述生物质燃料为含有纤维素、半纤维素和木质素的农业、林业、园林绿化的废弃物、木屑、建筑废弃物中的纤维素、半纤维素和木质素部分、江河、湖泊、溪沟中、工业生产中的废弃的含有纤维素、半纤维素和木质素的废弃物。

本发明所述生物质醋液是指在炭化生物质生产过程中干馏分流得到的产物。本发明采用的木醋液、玉米核醋液、杂草醋液等生物质醋液的主要组分如下表所示：

常用的生物质醋种类	乙酸	甲酸	丙酸	甲醛	丙酮	甲醇	糖醛	苯酚
									木醋液	11.49	1.11	0.63	0.45	0.95	5.54	0.43	0.96
玉米核醋液	10.53	1.01	1.10	0.10	——	2.53	——	0.78
									杂草醋液	7.61	0.50	0.89	——	——	4.20	——	——

本发明所述的生物质醋液来源系炭化生物质过程中产生的所产生的醋液，本发明采用的生物质醋液为木醋液、玉米核醋液、杂草醋液等。

由于生物质燃料为含有纤维素、半纤维素和木质素的农业、林业、园林绿化的废弃物、木屑、建筑废弃物中的纤维素、半纤维素和木质素部分、江河、湖泊、溪沟中、工业生产中的废弃的含有纤维素、半纤维素和木质素的废弃物，处于野生或户外环境状态，特别是有病虫害的竹、木材，其中包含有虫害的蛹卵，病源菌等，本发明在制备燃烧炭时，加入生石灰，（生物质燃料中含有水分，遇水产生高温的特性，以及强碱的作用）杀死其中的虫、蛹、卵、病源菌，防止病虫害通过后期产品在运输中造成危害。

本发明有以下优点：

1. 制备过程中利用不同性质的灭菌剂和除臭剂对原材料进行除臭、灭菌，采用高温杀灭害虫，制备的生物燃烧炭（产品）的运输过程中防止病虫害、细菌、臭气的传播。

2.利用不同的酸、碱性的原料混合，使产品的ph值为中性，可以避免产品因带酸性或碱性对人体皮肤以及炉、灶具产生腐蚀作用。

3.在制备过程中对粉碎生物质燃料所用生石灰，在燃烧过程的作用是利用生石灰的固硫、固氯的作用，防止生物质燃料、污泥和煤、炭在燃烧过程中产生二氧化硫，二恶英等有害气体，可以大大降低二氧化硫，二恶英等有害气体的形成和排放。

4.本发明所述燃料炭中添加少了的煤粉或碳粉，是利用煤、炭粉表面光滑，易滑动，在干燥时扰动污泥，降低污泥干燥成本。

5. 本发明所述燃料炭中添加了的生物质燃料、煤粉或炭粉，是利用生物质燃料和煤、炭粉在燃烧加温时释放的木焦油、煤焦油、一氧化碳，提高燃烧时的温度，以及焦油在低温状态下液状的特性，阻止污泥细粒的流动，达到固定污泥中硫与氯、以及粉尘的流动。

6.本发明所述的燃料炭中，将生物质燃料粉碎的作用是，利用粉碎后的生物质燃料疏松颗粒大的特性，与污泥混合增大污泥与空气接触的面积，减少干燥时的成本，在燃烧过程中由于木质素先于污泥分解，使污泥局部过热，促进污泥的分解，加快燃烧时污泥着火速度使污泥充分燃烧

由于污泥含水率高，热值低，必须吸收大量热能才能燃烧，本发明经添加生物质燃料、煤、炭粉燃烧能够将污泥充分燃烧，并增加含炭量提高燃烧温度，利用各种物质不同的着火阶段，生物质燃烧-污泥燃烧-煤、炭粉的燃烧，可以得到优势补充，使综合着火和燃烧特性得到改善。

采用本发明方法制备的燃烧炭卫生环保，燃点低、升温快，能对各种废弃物如污泥以及生物质燃料废弃物进行科学处理，减少污泥、生物废弃物燃烧，填埋、污染环境、占用土地等缺点。本发明所述方法可以通过燃烧消耗污泥，杜绝为处理污泥作为肥料填埋，而产生的重金属超标对植物的污染。采用本发明方法制备的燃料炭，利用生物质燃料中的木质素，木质纤维燃烧释放的焦油和一氧化碳，以及煤、炭，大大提高了其的含炭量和热值，可将其充分燃烧，燃烧后的灰烬，经处理可作为普通建筑材料，道路行砖道，露天花盆，铺路时滤水层的灰渣。

本发明所述的重量份为克或千克。

采用本发明制备的燃料炭，燃烧时间长，热量高，发热值可达到3200大卡以上，其大大高于比传统的合成炭的1700-2300大卡发热值。

具体实施方式

实施例1

1）取含水率70-90%的污泥，喷洒用于除臭、灭菌的重量百分比浓度为1-3%的杂草醋液，喷洒时需要将污泥全部覆盖，放置2-3个小时对污泥进行灭菌，得到处理后的污泥；

2）取生物质燃料，粉碎，取粒径<6mm的生物质燃料，喷洒重量百分比浓度为1-5%的生石灰，放置1-2个小时用于生物质燃料上的杀灭细菌和虫卵，得到处理后的生物质燃料；所述生物质燃料为含有纤维素、半纤维素和木质素的木屑以及农业、林业、园林绿化、建筑、工业生产中产生的废弃物。

取步骤1）所述的处理后的污泥70千克，步骤2）所述的处理后的生物质燃料22千克，粒径<0.5cm煤或炭粉8千克，混合，得到污泥、生物质燃料、煤或炭粉的混合物；

5）步骤4）所得混合物，经磁性筛选，除去金属杂质和粒径≥6mm的杂质，以减小在混合物成型时对成型机的磨损；

6）将步骤5）所得混合物加工成型，加工成2-6cm直径圆柱、圆粒状固态产品或挤压成直径为8-12cm带1—2cm的蜂窝煤状固态产品。

实施例2

1）取含水率70-90%的污泥，喷洒用于除臭、灭菌的重量百分比浓度为1-3%的木醋液，喷洒时需要将污泥全部覆盖，放置2-3个小时对污泥进行灭菌，得到处理后的污泥；

取步骤1）所述的处理后的污泥75千克，步骤2）所述的处理后的生物质燃料20千克，粒径<0.5cm煤或炭粉5千克，混合，得到污泥、生物质燃料、煤或炭粉的混合物；

5）步骤4）所得混合物，经磁性的筛选，除去金属杂质和粒径≥6mm的杂质，以减小在混合物成型时对成型机的磨损；

实施例3

1）取含水率70-90%的污泥，喷洒用于除臭、灭菌的重量百分比浓度为1-3%的玉米核醋液，喷洒时需要将污泥全部覆盖，放置2-3个小时对污泥进行灭菌，得到处理后的污泥；

取步骤1）所述的处理后的污泥80千克，步骤2）所述的处理后的生物质燃料16千克，粒径<0.5cm煤或炭粉4千克，混合，得到污泥、生物质燃料、煤或炭粉的混合物；

实施例4

除所述步骤3）中再添加20-40重量份步骤2）所述处理后的粒径小于生物质燃料5×5×30mm替代煤或炭粉，与实施例2不同外，其余步骤相同。

Claims

1.一种生物质污泥再生燃料炭的制备方法，其特征在于有以下步骤：

2）取生物质燃料，粉碎，取粒径<6mm的生物质燃料，喷洒重量百分比浓度为1-5%的生石灰，放置1-2个小时得到处理后的生物质燃料；

4）步骤3）所得混合物经100-300℃的高温灭菌，使混合物干燥至含水率为15%-45%；

6）将步骤5）所得混合物加工成型，得到产品。

2.根据权利要求1所述的生物质污泥再生燃料炭的制备方法，其特征在于：所述步骤3）中取污泥75重量份，生物质燃料20重量份，粒径<0.5cm煤或炭粉5重量份，混合。

3.根据权利要求1或2所述的生物质污泥再生燃料炭的制备方法，其特征在于：所述生物质燃料为含有纤维素、半纤维素和木质素的木屑以及农业、林业、园林绿化、建筑、工业生产中产生的废弃物。

4.根据权利要求1或2所述的生物质污泥再生燃料炭的制备方法，其特征在于：将步骤5）所得混合物加工成2-6cm直径圆柱、圆粒状固态成品。

5.根据权利要求1或2所述的生物质污泥再生燃料炭的制备方法，其特征在于：将步骤5）所得混合物挤压成直径为8-12cm带1—2cm的蜂窝煤状固态成品。

6.根据权利要求1或2所述的生物质污泥再生燃料炭的制备方法，其特征在于：所述步骤3）中再添加20-40重量份步骤2）所述处理后的粒径小于生物质燃料5×5×30mm替代煤或炭粉。

7.根据权利要求1或2所述的生物质污泥再生燃料炭的制备方法，其特征在于：所述生物质醋液为木醋液、玉米核醋液、杂草醋液中的任意一种。