CN104357120A - 一种发酵生物质型煤及其生产方法 - Google Patents

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    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Abstract

本发明提供了一种发酵生物质型煤及其生产方法，其原料组分按重量分数计包含：粉煤150-250、污泥粉末25-75、生物质20-40、固硫剂4-6、固尘剂4-6；生产步骤包括：(1)取生物质破碎，并与水和发酵剂混合，发酵7-10天，得发酵生物质；(2)取粉煤、污泥粉末、固硫剂和固尘剂，搅拌均匀，再加入发酵生物质，搅拌均匀；(3)冷压成型，自然养护，得发酵生物质型煤。该型煤不仅具有低燃点、高燃尽率以及较好的热稳定性等优点，而且具有较高的强度和较好的防水性能，燃烧后的烟尘污染物含量低。

Description

一种发酵生物质型煤及其生产方法
技术领域
本发明涉及型煤，特别是涉及一种发酵生物质型煤，具体是一种以污泥、煤和发酵生物质为主要原料的型煤及其生产方法。
背景技术
生物质如秸秆是我国农业生产的主要固体废弃物，堆放处理侵占了大量农业耕地，焚烧秸秆会造成空气污染，堆肥的减量化程度低。为了实现废弃物的资源化利用，加大消化农业秸秆的力度，有人将秸秆加入洁净型煤中，作为型煤粘结剂，并且可以降低型煤的燃点与生产成本。然而，生物质直接作为型煤的添加剂，制得的产品易膨胀变形、导致机械性能差。因此，开发改性生物质型煤是型煤发展的一个趋势。
近些年来，国内外研究污泥型煤的专利，主要集中在污泥的前处理，脱水干燥后和原煤烘干混合后，机械高压成型制作型煤。其中关于生物质型煤的专利有：专利CN92103704.X的污泥型煤的污泥含水率为40～50％，也不是用高含水率污泥直接制造型煤；专利CN99117010.5所使用的污泥含水率在60～80％，需经二次脱水处理，所以不经深度脱水的城市污水处理后产生的80％以上的高含水率污泥目前没有直接用于制备型煤；专利CN101712899A以燃煤和污泥为主要原材料，并在其中添加了适量的纤维，在保证型煤坚固程度的同时，又可以使型煤燃充分，并且无污染。
从以上专利看出大部分都是将经过处理的污泥与粉煤混合，可以在一定程度上改善型煤的燃烧性能和起火速度，但效果欠佳。此外，污泥型煤都存在强度低，防水性能、热稳定性差等问题。
国内有人是把生物质、原煤及黄泥混合堆积，进行长时间自然发酵，这种发酵方法生物质发酵效率低、发酵周期长，生产中需要很大的场地，增加了生产成本，目前未见有大规模生产。专利CN1952086A将生物质、原煤以及发酵剂混合均匀后直接压制成的型煤，然而这种压制成型后的型煤不能保证生物质发酵完全，无法统一控制生物质发酵型煤的性能，容易造成产品的性能参差不齐。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的发酵周期长、生物质发酵效果差等问题，提供一种发酵生物质型煤及其生产方法。该方法所生产的发酵生物质型煤机械性能强、燃烧效率高、灰渣量小、生产周期短、成本低、环保效果好。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
本发明提供的一种发酵生物质型煤，其原料组分中含有经过微生物发酵的生物质秸秆。
进一步地，本发明提供的一种发酵生物质型煤，原料组分按重量分数计包含：粉煤150-250、污泥粉末25-75、秸秆20-40、固硫剂4-6、固尘剂4-6；
生产步骤包括：
(1)按照上述原料组分配比取生物质破碎成2-5cm的长条状，并按照生物质、自来水与发酵剂按800-1200︰400-600︰1进行混合，发酵7-10天，这时小麦秸秆颜色变深、质地变软，表面出现明显菌丝絮状物，得发酵生物质；
(2)取粉煤，加入污泥粉末，搅拌均匀后，再加入固硫剂和固尘剂，搅拌均匀，再加入发酵生物质，搅拌均匀，放置10min；
(3)然后将物料冷压成型，自然养护至少3天，即得发酵生物质型煤。
所述的原料组分按重量分数计包含：粉煤200、污泥粉末50、生物质30、固硫剂5、固尘剂5。
所述步骤(1)中生物质、自来水与发酵剂的质量比优选为1000：500：1。
所述的生物质是植物秸秆，如小麦、玉米、高粱或水稻的秸秆等。
所述的发酵剂为秸秆生物发酵剂，主要成份：细菌类，酶菌类，酵母菌类，放线菌类等四大类多种生物菌种，且菌种具有好氧和厌氧两种菌种作用，在有氧的环境中好氧菌种发挥作用，在厌氧环境中厌氧菌种作用，大大节省了发酵时间。
所述的污泥粉末含水量在50％以下。
所述固硫剂为含氧化钙或氢氧化钙的物质，如：金属镁渣、电石渣等。
所述的固尘剂为硫铁矿烧渣或钢厂除尘灰等，主要起催化燃烧作用、同时还具有消烟去味作用。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明使用城市污水生化污泥，农作物的废弃秸秆为原料，工业固体废弃物作添加剂，解决了废弃物污染，又利用了其热值，降低了成本，实现了废物利用。本发明提供的型煤配方，利用废弃的生物质和污泥，约占块煤质量的40％，很大程度上降低了型煤的成本。
2、本发明使用发酵改性生物秸秆作为助燃剂，污泥作为粘结剂，提高了型煤的燃尽率、有效降低了型煤燃点，解决了污泥难以点燃，燃烧过程中释放出烟尘和异味的难题。
3、本发明使用发酵改性生物秸秆作为助燃剂和粘结剂，解决了生物质直接加入型煤，生物质具有刚性造成秸秆膨胀反弹型煤开裂，生物质难以大量加入，机械强度差等问题，也可有效地提高污泥型煤的机械强度，降低灰分。
具体实施方式
以下实施例中使用的发酵剂为秸秆生物发酵剂，购自河南安阳王中王饲料供应中心，商品名：王中王秸秆生物发酵剂。
实施例1
原料配比：粉煤200、污泥50g、小麦秸秆30g、固硫剂(金属镁渣)5g、固尘剂(硫铁矿烧渣)、5g。
生产步骤：
(1)将小麦秸秆破碎成3cm的长条状，并按照小麦秸秆30g、自来水15g与发酵剂0.03g进行混合，发酵10天，这时小麦秸秆颜色变深、质地变软，表面出现明显菌丝絮状物，得发酵生物质；
(2)取粉煤200g进行配煤，加入50g污泥粉末，使其充分混匀后，再加入5g固硫剂(金属镁渣)和5g固尘剂(硫铁矿烧渣)，充分搅匀，再加入发酵改性后的长条状小麦秸秆，搅拌均匀，放置10min；
(3)将搅拌均匀的物料冷压成5块型煤，自然养护3天，即得发酵生物质污泥型煤。
发酵生物质污泥型煤产品检验结果
指标名称 单位 型煤检测结果
空气干燥基水分Mad ％ 1.54
干基灰分Ad ％ 23.05
挥发份VdAf ％ 18.92
固定炭Fcad ％ 56.49
发热量QfGw Mj/kg 23.57
全硫(干基)St.d ％ 0.56
热稳定性 ％ 90
抗压强度 N/个 1085
跌落强度 ％ 98.53
浸水强度 N/个 444
着火点 ℃ 325
实施例2
原料配比：粉煤200、污泥50g、玉米秸秆30g、固硫剂(电石渣)5g、固尘剂(钢厂除尘灰)、5g。
生产步骤：
(1)将玉米秸秆破碎成3cm的长条状，并按照玉米秸秆30g、自来水15g与发酵剂0.03g进行混合，发酵10天，这时秸秆颜色变深、质地变软，表面出现明显菌丝絮状物，得发酵生物质；
(2)取粉煤200g进行配煤，加入50g污泥粉末，使其充分混匀后，再加入5g固硫剂(电石渣)和5g固尘剂(钢厂除尘灰)，充分搅匀，再加入发酵改性后的长条状玉米秸秆，搅拌均匀，放置10min；
(3)将搅拌均匀的物料冷压成5块型煤，自然养护3天，即得发酵生物质污泥型煤。
发酵生物质污泥型煤产品检验结果
指标名称 单位 型煤检测结果
空气干燥基水分Mad ％ 1.64
干基灰分Ad ％ 19.41
挥发份VdAf ％ 21.53
固定炭Fcad ％ 57.42
发热量QfGw Mj/kg 23.43
全硫(干基)St.d ％ 0.59
热稳定性 ％ 90
抗压强度 N/个 850
跌落强度 ％ 97.51
浸水强度 N/个 334
着火点 ℃ 339
通过实施例可以看出：本发明型煤的生产方法及工艺可行，且生产的产品质量和性能都较稳定。

Claims (10)

1.一种发酵生物质型煤，特征在于其原料组分中含有经过微生物发酵的生物质。
2.一种发酵生物质型煤的生产方法，其特征在于：原料组分按重量分数计包含：粉煤150-250、污泥粉末25-75、生物质20-40、固硫剂4-6、固尘剂4-6；
生产步骤包括：
(1)按照上述原料组分配比取生物质破碎成2-5cm的长条状，并按照生物质、自来水与发酵剂按800-1200︰400-600︰1进行混合，发酵7-10天，得发酵生物质；
(2)取粉煤，加入污泥粉末，搅拌均匀后，再加入固硫剂和固尘剂，搅拌均匀，再加入发酵生物质，搅拌均匀，放置10min；
(3)然后将物料冷压成型，自然养护至少3天，即得发酵生物质型煤。
3.如权利要求2所述的一种发酵生物质型煤的生产方法，其特征在于所述的原料组分按重量分数计包含：粉煤200、污泥粉末50、生物质30、固硫剂5、固尘剂5。
4.如权利要求2或3所述的一种发酵生物质型煤的生产方法，其特征在于所述的生物质、自来水与发酵剂的质量比为1000：500：1。
5.如权利要求2或3所述的一种发酵生物质型煤的生产方法，其特征在于所述的生物质是植物秸秆。
6.如权利要求2或3所述的一种发酵生物质型煤的生产方法，其特征在于所述的发酵剂为秸秆生物发酵剂。
7.如权利要求2或3所述的一种发酵生物质型煤的生产方法，其特征在于所述的污泥粉末含水量在50％以下。
8.如权利要求2或3所述的一种发酵生物质型煤的生产方法，其特征在于所述的固硫剂为金属镁渣或电石渣。
9.如权利要求2或3所述的一种发酵生物质型煤的生产方法，其特征在于所述的固尘剂为硫铁矿烧渣或钢厂除尘灰。
10.如权利要求5所述的一种发酵生物质型煤的生产方法，其特征在于所述的秸秆为小麦、玉米、高粱或水稻的秸秆。
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