CN105441155B - 一种鸡粪、猪粪、黄棕壤、侧柏复合生物质燃料及其制备方法 - Google Patents
一种鸡粪、猪粪、黄棕壤、侧柏复合生物质燃料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及生物质燃料技术领域，尤其是一种鸡粪、猪粪、黄棕壤、侧柏复合生物质燃料及其制备方法，通过鸡粪、猪粪、黄棕壤、侧柏和秸秆发酵物进行配合制备生物质燃料，其颗粒表面光滑，质地紧密，破碎率低，生产效率明显提高，对机械模具磨损小；可以取代燃煤，能量与中质煤相当，燃料特性明显改善，使用方便、干净卫生，减少了运输和储存成本，可作为生物质高效燃烧炉、气化炉和小型锅炉的燃料；其适合为农村家庭提供生活燃料，也可用于供热和发电等，同时可以作为高品质能源商品；既节约大量木材防止环境污染又能为生物质工业生产企业变废为宝、能源综合利用开辟了新途径。
Description
技术领域
本发明涉及生物质燃料技术领域，尤其是一种鸡粪、猪粪、黄棕壤、侧柏复合生物质燃料及其制备方法。
背景技术
生物质燃料的开发与应用，成为了改善经济增长压力和环境保护压力的手段之一；通过开发利用生物质燃料，使得其在燃烧过程中形成一种清洁的可再生生物质资源，使得能源系统形成可持续的能源系统，对国民经济的发展和环境的保护具有重要意义。在中国，有80％的人口生活在农村，秸秆和薪柴等生物质燃料是农村的主要生活燃料；据统计，每年农村人口生活耗能总量相当于4亿吨左右的标煤，因此，发展生物质能技术，使得农村生物质能能够得到充分的利用，成为帮助农村人口脱贫致富，实现小康目标重要手段之一；也正是基于此，发改委提出了生物质开发利用的主要目标：到2010年，生物质固化成型燃料达到100万吨；2020年，生物质固化成型燃料达到5000万吨。
鉴于此，现有技术中出现了大量的生物质燃料的生产技术，如专利号为201410162092的《一种生物质颗粒燃料生产工艺》，其通过对物料进行预处理、搅拌粉料以及造粒、除尘筛分等步骤得到成品，使得加工出高质量的生物质颗粒燃料，提高生物质颗粒燃料的加工效率。
但尽管如此，现有技术中将畜禽粪便作为原料来生产生物质燃料的技术方案还相对较少，尤其是将多种畜禽粪便复合生产生物质燃料的技术方案还未见有任何报道。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种鸡粪、猪粪、黄棕壤、侧柏复合生物质燃料及其制备方法。
具体是通过以下技术方案得以实现的：
一种鸡粪、猪粪、黄棕壤、侧柏复合生物质燃料，其原料成分以重量份计为鸡粪10-20份、猪粪20-30份、黄棕壤15-25份、侧柏30-50份、秸秆发酵物20-40份。
所述的原料成分以重量份计为鸡粪15份、猪粪25份、黄棕壤20份、侧柏40份、秸秆发酵物30份。
所述的秸秆发酵物是采用玉米秸秆、甘蔗秸秆、新鲜杂草中的至少一种作为原料发酵制备而成。
所述的秸秆发酵物，其制备方法是将秸秆粉碎成20-40目的粉末后，将其置于温度为30-40℃的环境中烘烤至水分含量为30-50％，再向其中加入秸秆重量1-3％的酵母后，将其堆存发酵处理10-20天后，即可。
所述的秸秆发酵物，其发酵处理过程中的温度为50-70℃。
上述的鸡粪、猪粪、黄棕壤、侧柏复合生物质燃料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将鸡粪、猪粪混合后，控制温度为30-40℃，将混合料堆放20-30天后，将黄棕壤加入其中，置于搅拌池中，采用搅拌速度为100-200r/min搅拌处理20-30min，得到粪壤料；
(2)将粪壤料与侧柏锯末混合，调整水分含量为30-50％，加入秸秆发酵物，并将其堆放于温度为50-70℃的环境中1-3天，再取侧柏刨花加入其中，搅拌均匀后，得到初始物料；
(3)将初始物料置于造粒机中挤压成型，干燥，即可。
所述的挤压成型，是将生物质燃料制备成3-7mm直径的圆柱状颗粒，其干燥得温度为50-70℃。
与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：
通过鸡粪、猪粪、黄棕壤、侧柏和秸秆发酵物进行配合制备生物质燃料，其颗粒表面光滑，质地紧密，破碎率低，生产效率明显提高，对机械模具磨损小；可以取代燃煤，能量与中质煤相当，燃料特性明显改善，使用方便、干净卫生，减少了运输和储存成本，可作为生物质高效燃烧炉、气化炉和小型锅炉的燃料；其适合为农村家庭提供生活燃料，也可用于供热和发电等，同时可以作为高品质能源商品；既节约大量木材防止环境污染又能为生物质工业生产企业变废为宝、能源综合利用开辟了新途径。
本发明的实施例1-5制备的生物质燃料的性能如表1所示：
表1
| 热值(kcal/kg) | 挥发物(％) | 水分(％) | 1吨燃烧时间(h) | 残留灰分(％) | |
| 实施例1 | 4870 | 50 | 5 | 46 | 10％ |
| 实施例2 | 4780 | 63 | 6 | 48 | 5％ |
| 实施例3 | 5100 | 70 | 8 | 51 | 11％ |
| 实施例4 | 4950 | 67 | 7 | 49 | 6％ |
| 实施例5 | 5030 | 55 | 6 | 47 | 7％ |
| 燃煤 | 5000 | 37 | 8 | 48 | 26％ |
由表中数据显示可以看出，本发明的生物质燃料相当于燃煤的燃烧效果，并且其燃烧后排放出来的灰分明显优于燃煤，其燃烧时间相当于燃煤燃烧的时间，并且燃烧过程中的热值与燃煤燃烧的热值相当，释放出来的污染物质明显比燃煤低，具有较优的环保价值。
本发明的制备工艺简单，并通过将侧柏采用侧柏锯末与侧柏刨花进行加入处理，使得侧柏锯末与侧柏刨花能够改善生物质燃料的生物质能，使得生物质颗粒燃料中的粉尘较少，并且降低在制备过程中粉尘的飞扬率，提高环境保护。
本发明还将黄棕壤作为原料加入，不仅使得生物质燃料的粘结剂的加入被避免，降低了生物质燃料制备的成本，并且还是得生物质燃料的可塑性增大，提高了制备的颗粒燃料的紧密性、改善了生物质燃料的品质。为畜禽粪便复合生产生物质燃料提供了新思路。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
一种鸡粪、猪粪、黄棕壤、侧柏复合生物质燃料，其原料成分以重量计为鸡粪10kg、猪粪20kg、黄棕壤15kg、侧柏30kg、秸秆发酵物20kg。
所述的秸秆发酵物是采用玉米秸秆作为原料发酵制备而成。
所述的秸秆发酵物，其制备方法是将秸秆粉碎成20目的粉末后，将其置于温度为30℃的环境中烘烤至水分含量为30％，再向其中加入秸秆重量1％的酵母后，将其堆存发酵处理10天后，即可。
所述的秸秆发酵物，其发酵处理过程中的温度为50℃。
上述的鸡粪、猪粪、黄棕壤、侧柏复合生物质燃料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将鸡粪、猪粪混合后，控制温度为30℃，将混合料堆放20天后，将黄棕壤加入其中，置于搅拌池中，采用搅拌速度为100r/min搅拌处理20min，得到粪壤料；
(2)将粪壤料与侧柏锯末混合，调整水分含量为30％，加入秸秆发酵物，并将其堆放于温度为50℃的环境中1天，再取侧柏刨花加入其中，搅拌均匀后，得到初始物料；
(3)将初始物料置于造粒机中挤压成型，干燥，即可。
所述的挤压成型，是将生物质燃料制备成3mm直径的圆柱状颗粒，其干燥得温度为50℃。
实施例2
一种鸡粪、猪粪、黄棕壤、侧柏复合生物质燃料，其原料成分以重量计为鸡粪20kg、猪粪30kg、黄棕壤25kg、侧柏50kg、秸秆发酵物40kg。
所述的秸秆发酵物是采用玉米秸秆、甘蔗秸秆作为原料发酵制备而成。
所述的秸秆发酵物，其制备方法是将秸秆粉碎成40目的粉末后，将其置于温度为40℃的环境中烘烤至水分含量为50％，再向其中加入秸秆重量3％的酵母后，将其堆存发酵处理20天后，即可。
所述的秸秆发酵物，其发酵处理过程中的温度为70℃。
上述的鸡粪、猪粪、黄棕壤、侧柏复合生物质燃料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将鸡粪、猪粪混合后，控制温度为40℃，将混合料堆放30天后，将黄棕壤加入其中，置于搅拌池中，采用搅拌速度为200r/min搅拌处理30min，得到粪壤料；
(2)将粪壤料与侧柏锯末混合，调整水分含量为50％，加入秸秆发酵物，并将其堆放于温度为70℃的环境中3天，再取侧柏刨花加入其中，搅拌均匀后，得到初始物料；
(3)将初始物料置于造粒机中挤压成型，干燥，即可。
所述的挤压成型，是将生物质燃料制备成7mm直径的圆柱状颗粒，其干燥得温度为70℃。
实施例3
一种鸡粪、猪粪、黄棕壤、侧柏复合生物质燃料，其原料成分以重量计为鸡粪15kg、猪粪25kg、黄棕壤20kg、侧柏40kg、秸秆发酵物30kg。
所述的秸秆发酵物是采用玉米秸秆、甘蔗秸秆、新鲜杂草任意混合作为原料发酵制备而成。
所述的秸秆发酵物，其制备方法是将秸秆粉碎成30目的粉末后，将其置于温度为35℃的环境中烘烤至水分含量为40％，再向其中加入秸秆重量2％的酵母后，将其堆存发酵处理15天后，即可。
所述的秸秆发酵物，其发酵处理过程中的温度为60℃。
上述的鸡粪、猪粪、黄棕壤、侧柏复合生物质燃料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将鸡粪、猪粪混合后，控制温度为35℃，将混合料堆放25天后，将黄棕壤加入其中，置于搅拌池中，采用搅拌速度为150r/min搅拌处理25min，得到粪壤料；
(2)将粪壤料与侧柏锯末混合，调整水分含量为40％，加入秸秆发酵物，并将其堆放于温度为60℃的环境中2天，再取侧柏刨花加入其中，搅拌均匀后，得到初始物料；
(3)将初始物料置于造粒机中挤压成型，干燥，即可。
所述的挤压成型，是将生物质燃料制备成5mm直径的圆柱状颗粒，其干燥得温度为60℃。
实施例4
一种鸡粪、猪粪、黄棕壤、侧柏复合生物质燃料，其原料成分以重量计为鸡粪10kg、猪粪30kg、黄棕壤20kg、侧柏40kg、秸秆发酵物20kg。
所述的秸秆发酵物是采用甘蔗秸秆、新鲜杂草任意混合作为原料发酵制备而成。
所述的秸秆发酵物，其制备方法是将秸秆粉碎成40目的粉末后，将其置于温度为30℃的环境中烘烤至水分含量为50％，再向其中加入秸秆重量1％的酵母后，将其堆存发酵处理15天后，即可。
所述的秸秆发酵物，其发酵处理过程中的温度为60℃。
上述的鸡粪、猪粪、黄棕壤、侧柏复合生物质燃料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将鸡粪、猪粪混合后，控制温度为35℃，将混合料堆放25天后，将黄棕壤加入其中，置于搅拌池中，采用搅拌速度为170r/min搅拌处理25min，得到粪壤料；
(2)将粪壤料与侧柏锯末混合，调整水分含量为30％，加入秸秆发酵物，并将其堆放于温度为70℃的环境中1天，再取侧柏刨花加入其中，搅拌均匀后，得到初始物料；
(3)将初始物料置于造粒机中挤压成型，干燥，即可。
所述的挤压成型，是将生物质燃料制备成6mm直径的圆柱状颗粒，其干燥得温度为55℃。
实施例5
一种鸡粪、猪粪、黄棕壤、侧柏复合生物质燃料，其原料成分以重量计为鸡粪15kg、猪粪20kg、黄棕壤20kg、侧柏45kg、秸秆发酵物35kg。
所述的秸秆发酵物是采用玉米秸秆、新鲜杂草任意混合作为原料发酵制备而成。
所述的秸秆发酵物，其制备方法是将秸秆粉碎成30目的粉末后，将其置于温度为35℃的环境中烘烤至水分含量为50％，再向其中加入秸秆重量3％的酵母后，将其堆存发酵处理10天后，即可。
所述的秸秆发酵物，其发酵处理过程中的温度为65℃。
上述的鸡粪、猪粪、黄棕壤、侧柏复合生物质燃料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将鸡粪、猪粪混合后，控制温度为40℃，将混合料堆放29天后，将黄棕壤加入其中，置于搅拌池中，采用搅拌速度为130r/min搅拌处理27min，得到粪壤料；
(2)将粪壤料与侧柏锯末混合，调整水分含量为40％，加入秸秆发酵物，并将其堆放于温度为60℃的环境中2天，再取侧柏刨花加入其中，搅拌均匀后，得到初始物料；
(3)将初始物料置于造粒机中挤压成型，干燥，即可。
所述的挤压成型，是将生物质燃料制备成4mm直径的圆柱状颗粒，其干燥得温度为65℃。
Claims (5)
1.一种鸡粪、猪粪、黄棕壤、侧柏复合生物质燃料，其特征在于，其原料成分以重量份计为鸡粪10-20份、猪粪20-30份、黄棕壤15-25份、侧柏30-50份、秸秆发酵物20-40份；所述的秸秆发酵物，其制备方法是将秸秆粉碎成20-40目的粉末后，将其置于温度为30-40℃的环境中烘烤至水分含量为30-50％，再向其中加入秸秆重量1-3％的酵母后，将其堆存发酵处理10-20天后，即可；
上复合生物质燃料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将鸡粪、猪粪混合后，控制温度为30-40℃，将混合料堆放20-30天后，将黄棕壤加入其中，置于搅拌池中，采用搅拌速度为100-200r/min搅拌处理20-30min，得到粪壤料；
(2)将粪壤料与侧柏锯末混合，调整水分含量为30-50％，加入秸秆发酵物，并将其堆放于温度为50-70℃的环境中1-3天，再取侧柏刨花加入其中，搅拌均匀后，得到初始物料；
(3)将初始物料置于造粒机中挤压成型，干燥，即可。
2.如权利要求1所述的鸡粪、猪粪、黄棕壤、侧柏复合生物质燃料，其特征在于，所述的原料成分以重量份计为鸡粪15份、猪粪25份、黄棕壤20份、侧柏40份、秸秆发酵物30份。
3.如权利要求1或2所述的鸡粪、猪粪、黄棕壤、侧柏复合生物质燃料，其特征在于，所述的秸秆发酵物是采用玉米秸秆、甘蔗秸秆、新鲜杂草中的至少一种作为原料发酵制备而成。
4.如权利要求1所述的鸡粪、猪粪、黄棕壤、侧柏复合生物质燃料，其特征在于，所述的秸秆发酵物，其发酵处理过程中的温度为50-70℃。
5.如权利要求1所述的鸡粪、猪粪、黄棕壤、侧柏复合生物质燃料的制备方法，其特征在于，所述的挤压成型，是将生物质燃料制备成3-7mm直径的圆柱状颗粒，其干燥得温度为50-70℃。
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