CN103289774B - 一种利用湿牛粪制取的清洁生物质燃料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是针对养牛场场地开阔、有秸秆资源的特点，提供一种利用养牛场产生的湿牛粪制取的清洁生物质燃料及其制备方法。一种利用湿牛粪制取的清洁生物质燃料，由下述方法制备获得：将湿牛粪装入搅拌机内，按湿牛粪重量15～25%的比例添加秸秆纤维丝，再将上述混合物传送至堆料场进行有氧发酵，发酵后脱水至40～60%，再传送至压球机进行压制成燃料球，经过自然晾干即可成为清洁生物质燃料。投资省、实施简单，又能变废为宝，将湿牛粪制成清洁燃料。

Description

一种利用湿牛粪制取的清洁生物质燃料及其制备方法
技术领域
本发明涉及固体废物处理技术领域，特别涉及一种利用养牛场产生的湿牛粪制取的清洁生物质燃料及其制备方法。
背景技术
在当前全国各地的养牛场大量产生混合尿液的湿牛粪，湿牛粪的洁净化处理成为环保部门督促解决的问题之一。传统方式中，湿牛粪往往做成沼气原料，但沼气技术所能消耗的湿牛粪量十分有限，冬季产气量很低，运行可靠性较差。有很多专利技术采用烘干的方法处理牛粪，但是实践中烘干设备的投资和运营的成本都非常大，不具备大量推广应用的价值。也有的采用加入化学药品的方法进行处理，使牛粪的成分变得更加复杂，也使环保性大打折扣。因此，目前还缺乏投资小、实施方法简单,适合于广大的中小型养牛场的湿牛粪清洁处理方式。
发明内容
本发明是针对养牛场场地开阔、有秸秆资源的特点，提供一种利用养牛场产生的湿牛粪制取的清洁生物质燃料及其制备方法，投资省、实施简单，又能变废为宝，将湿牛粪制成清洁燃料。
本发明的技术方案是这样实现的：一种利用湿牛粪制取的清洁生物质燃料，由下述方法制备获得：将湿牛粪装入搅拌机内，按湿牛粪重量15～25%的比例添加秸秆纤维丝，再将上述混合物传送至堆料场进行有氧发酵，发酵后脱水至30～50%，再传送至压球机进行压制成燃料球，经过自然晾干即可成为清洁生物质燃料。
其中，优选地，所述秸秆纤维丝是由生物质秸秆经过揉丝粉碎成长为5～15mm、直径为0.3～0.7mm的纤维丝。
其中，优选地，所述生物质秸秆为农作物废弃物。
一种清洁生物质燃料的制备方法，该方法包括以下步骤：
1）将湿牛粪装入搅拌机内，按湿牛粪重量15～25%的比例添加秸秆纤维丝，搅拌均匀；
2）将步骤1所得混合物传送至堆料场，在湿润、有氧的环境下进行有氧发酵，使堆体温度迅速升高，保持温度50～60℃，持续至少6天；
3）将发酵后的湿牛粪和秸秆纤维丝混合物料脱水至40～60%；
4）再传送至压球机进行压制成燃料球，经过自然晾干即可成为清洁生物质燃料。
其中，优选地，所述步骤2有氧发酵结束后，还包括由翻堆机完成物料的定时翻堆，翻堆频率为每天1～2次，6天后出仓。
其中，优选地，所述压球机为双辊压球机。
其中，优选地，所述双辊压球机压球线比压为1000-2000kg/cm，相当于单位面积压力＞500kg/cm2。
湿牛粪处置的目标是实现湿牛粪的减量化、稳定化和无害化，鼓励回收和利用湿牛粪中的能源和资源。坚持在安全、环保和经济的前提下实现湿牛粪的处理处置和综合利用，达到节能减排和发展循环经济的目的。
本发明将养牛厂的湿牛粪与秸秆混合，制作生物质能燃料替代燃煤，将污染物变为燃料，在解决污染的同时，又节约了能源，正符合国家开展资源综合利用的长远战略，有助于建设资源节约型、环境友好型社会总体目标的实现。
目前，牛粪秸秆燃料块作为洁净的生物质燃料，可替代传统的燃煤用于供暖、以及供应工业生产所需的蒸汽。牛粪秸秆燃料块的热值为3500--4000kcal/kg，售价可达500元/吨，秸秆材料成本为150元/吨，综合加工成本为150元/吨，出场利润为200元/吨。每生产一吨生物质燃料，国家补贴150元/吨。平均每2吨生物质燃料可取代1吨标准煤，可减排CO22.4吨、SO20.022吨、NOx0.01吨、烟尘0.017吨。
附图说明
图1为本发明制备清洁生物质燃料的工艺流程图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种清洁生物质燃料的制备方法，该方法包括以下步骤：
1）将湿牛粪装入搅拌机内，按湿牛粪重量20%的比例添加秸秆纤维丝，搅拌均匀；其中，秸秆纤维丝是由小麦秸秆经过揉丝粉碎成长为10mm、直径为0.5mm的纤维丝。
2）将步骤1所得混合物传送至堆料场，在湿润、有氧的环境下进行有氧发酵，微生物对物料中的有机物进行充分吸收、氧化和分解，将有机物转变为腐殖质，使堆体温度迅速升高，保持温度50-60℃，持续6天；有氧发酵结束后，还包括由翻堆机完成物料的定时翻堆，翻堆频率为每天1～2次，6天后出仓。
3）将发酵后的湿牛粪和秸秆纤维丝混合物料脱水至40-60%；再传送至搅拌机进行搅拌，使物料达到充分均匀无结块。
4）然后通过传送带送入双辊压球机进行压制。双辊压球机压球线比压达到1000-2000kg/cm(相当于单位面积压力＞50kg/cm2)，湿牛粪和秸秆混合物料靠重量通过对辊成球；压制完成后的椭球形燃料块，经过自然晾干就可成为清洁生物质燃料。
其中，秸杆纤维丝可由小麦秸秆、玉米秸秆、花生壳、豆秧等一切农作物的废弃物制得。双辊压球机二辊之间球型实行双向调整（指轴向，径向）辊皮为组合式辊瓦结构，便于更换和维修，液压蓄能系统实行过载保护。
实施例2
如图1所示，本实施例提供一种清洁生物质燃料的制备方法，该方法包括以下步骤：
1）将湿牛粪装入搅拌机内，按湿牛粪重量15%的比例添加秸秆纤维丝，搅拌均匀；其中，秸秆纤维丝是由小麦秸秆经过揉丝粉碎成长为5mm、直径为0.3mm的纤维丝。
2）将步骤1所得混合物传送至堆料场，在湿润、有氧的环境下进行有氧发酵，微生物对物料中的有机物进行充分吸收、氧化和分解，将有机物转变为腐殖质，使堆体温度迅速升高，保持温度50℃，持续6天；有氧发酵结束后，还包括由翻堆机完成物料的定时翻堆，翻堆频率为每天1～2次，6天后出仓。
3）将发酵后的湿牛粪和秸秆纤维丝混合物料脱水至40-60%；再传送至搅拌机进行搅拌，使物料达到充分均匀无结块。
4）然后通过传送带送入双辊压球机进行压制。双辊压球机压球线比压达到1000-2000kg/cm(相当于单位面积压力＞500kg/cm2)，湿牛粪和秸秆混合物料靠重量通过对辊成球；压制完成后的椭球形燃料块，经过自然晾干就可成为清洁生物质燃料。
其中，秸杆纤维丝可由小麦秸秆、玉米秸秆、花生壳、豆秧等一切农作物的废弃物制得。双辊压球机二辊之间球型实行双向调整（指轴向，径向）辊皮为组合式辊瓦结构，便于更换和维修，液压蓄能系统实行过载保护。
实施例3
如图1所示，本实施例提供一种清洁生物质燃料的制备方法，该方法包括以下步骤：
1）将湿牛粪装入搅拌机内，按湿牛粪重量15-25%的比例添加秸秆纤维丝，搅拌均匀；其中，秸秆纤维丝是由小麦秸秆经过揉丝粉碎成长为15mm、直径为0.7mm的纤维丝。
2）将步骤1所得混合物传送至堆料场，在湿润、有氧的环境下进行有氧发酵，微生物对物料中的有机物进行充分吸收、氧化和分解，将有机物转变为腐殖质，使堆体温度迅速升高，保持温度60℃，持续6天；有氧发酵结束后，还包括由翻堆机完成物料的定时翻堆，翻堆频率为每天1～2次，6天后出仓。
3）将发酵后的湿牛粪和秸秆纤维丝混合物料脱水至40-60%；再传送至搅拌机进行搅拌，使物料达到充分均匀无结块。
4）然后通过传送带送入双辊压球机进行压制。双辊压球机压球线比压达到1000-2000kg/cm(相当于单位面积压力＞500kg/cm2)，湿牛粪和秸秆混合物料靠重量通过对辊成球；压制完成后的椭球形燃料块，经过自然晾干就可成为清洁生物质燃料。
其中，秸杆纤维丝可由小麦秸秆、玉米秸秆、花生壳、豆秧等一切农作物的废弃物制得。双辊压球机二辊之间球型实行双向调整（指轴向，径向）辊皮为组合式辊瓦结构，便于更换和维修，液压蓄能系统实行过载保护。
实施例4
如图1所示，本实施例提供一种清洁生物质燃料的制备方法，该方法包括以下步骤：
1）将湿牛粪装入搅拌机内，按湿牛粪重量18%的比例添加秸秆纤维丝，搅拌均匀；其中，秸秆纤维丝是由小麦秸秆经过揉丝粉碎成长为8mm、直径为0.4mm的纤维丝。
2）将步骤1所得混合物传送至堆料场，在湿润、有氧的环境下进行有氧发酵，微生物对物料中的有机物进行充分吸收、氧化和分解，将有机物转变为腐殖质，使堆体温度迅速升高，保持温度50-60℃，持续7天；有氧发酵结束后，还包括由翻堆机完成物料的定时翻堆，翻堆频率为每天1～2次，6天后出仓。
3）将发酵后的湿牛粪和秸秆纤维丝混合物料脱水至40-60%；再传送至搅拌机进行搅拌，使物料达到充分均匀无结块。
4）然后通过传送带送入双辊压球机进行压制。双辊压球机压球线比压达到1000-2000kg/cm(相当于单位面积压力＞500kg/cm2)，湿牛粪和秸秆混合物料靠重量通过对辊成球；压制完成后的椭球形燃料块，经过自然晾干就可成为清洁生物质燃料。
其中，秸杆纤维丝可由小麦秸秆、玉米秸秆、花生壳、豆秧等一切农作物的废弃物制得。双辊压球机二辊之间球型实行双向调整（指轴向，径向）辊皮为组合式辊瓦结构，便于更换和维修，液压蓄能系统实行过载保护。
实施例5
如图1所示，本实施例提供一种清洁生物质燃料的制备方法，该方法包括以下步骤：
1）将湿牛粪装入搅拌机内，按湿牛粪重量15-25%的比例添加秸秆纤维丝，搅拌均匀；其中，秸秆纤维丝是由小麦秸秆经过揉丝粉碎成长为12mm、直径为0.6mm的纤维丝。
2）将步骤1所得混合物传送至堆料场，在湿润、有氧的环境下进行有氧发酵，微生物对物料中的有机物进行充分吸收、氧化和分解，将有机物转变为腐殖质，使堆体温度迅速升高，保持温度50-60℃，持续6天；有氧发酵结束后，还包括由翻堆机完成物料的定时翻堆，翻堆频率为每天1～2次，6天后出仓。
3）将发酵后的湿牛粪和秸秆纤维丝混合物料脱水至40-60%；再传送至搅拌机进行搅拌，使物料达到充分均匀无结块。
4）然后通过传送带送入双辊压球机进行压制。双辊压球机压球线比压达到1000-2000kg/cm(相当于单位面积压力＞500kg/cm2)，湿牛粪和秸秆混合物料靠重量通过对辊成球；压制完成后的椭球形燃料块，经过自然晾干就可成为清洁生物质燃料。
其中，秸杆纤维丝可由小麦秸秆、玉米秸秆、花生壳、豆秧等一切农作物的废弃物制得。双辊压球机二辊之间球型实行双向调整（指轴向，径向）辊皮为组合式辊瓦结构，便于更换和维修，液压蓄能系统实行过载保护。
上述实施例制备的清洁生物质燃料符合清洁燃料的国家标准，检测结果如下：
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
挥发分% 35 32 36 37 34
全硫% 0.38 0.41 0.39 0.42 0.36
固定碳% 25 24 27 26 23
灰分% 16.6 16.7 16.2 16.0 16.9
水分% 5.46 5.72 5.53 5.41 5.38
发热量kcal/kg 3050 3011 3069 3044 3058
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种利用湿牛粪制取的清洁生物质燃料，其特征在于，由下述方法制备获得，该方法包括以下步骤：
1)将湿牛粪装入搅拌机内，按湿牛粪重量15～25％的比例添加秸秆纤维丝，搅拌均匀；
2)将步骤1所得混合物传送至堆料场，在湿润、有氧的环境下进行有氧发酵，使堆体温度迅速升高，保持温度50～60℃，持续至少6天；
3)将发酵后的湿牛粪和秸秆纤维丝混合物料脱水至40～60％；
4)再传送至压球机进行压制成燃料球，经过自然晾干即可成为清洁生物质燃料。
2.根据权利要求1所述的一种利用湿牛粪制取的清洁生物质燃料，其特征在于，所述秸秆纤维丝是由生物质秸秆经过揉丝粉碎成长为5～15mm、直径为0.3～0.7mm的纤维丝。
3.根据权利要求2所述的一种利用湿牛粪制取的清洁生物质燃料，其特征在于，所述生物质秸秆为农作物废弃物。
4.根据权利要求1所述的一种利用湿牛粪制取的清洁生物质燃料，其特征在于：所述步骤2有氧发酵结束后，还包括由翻堆机完成物料的定时翻堆，翻堆频率为每天1～2次，6天后出仓。
5.根据权利要求1所述的一种利用湿牛粪制取的清洁生物质燃料，其特征在于：所述压球机为双辊压球机。
6.根据权利要求5所述的一种利用湿牛粪制取的清洁生物质燃料，其特征在于：所述双辊压球机压球线比压为1000-2000kg/cm。
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