CN105861567A - 一种利用农林废弃物生产高热值生物质燃料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用农林废弃物生产高热值生物质燃料的方法，所述方法将农林废弃物原料经粉碎、配方混合、发酵、残渣烘干贮存挤压制块，制备出可直接燃烧的新型清洁燃料，利用农林废弃物生产新型、高热值生物质成型燃料技术不仅解决了生物质成型燃料低热值(一般3500‑4000kcal/kg)、高能耗、成本大等一些列生物质成型燃料行业难题，又给企业带来高额盈利回报。

Description

一种利用农林废弃物生产高热值生物质燃料的方法

技术领域

本发明涉及环保与能源技术领域，涉及一种利用农林废弃物生产高热值生物质燃料的方法。

背景技术

随着工业生产不断扩大、技术不断进步、矿物能源资源的日益枯竭及对能源与环保意识的增强，人类亟须寻找新的、清洁的、可持续的替代燃料。

农林废弃物是可再生的生物质原料的主要类型，对解决能源问题具有巨大的潜力。农林废弃物是农林作物收获和加工过程中产生大量的废弃物，例如，农作物收获时残留在农田里的秸秆，农业生产过程中剩余的稻壳、糠皮，林业生产过程中残留的树枝、树叶、木屑和木材加工的边角料等，以及食品加工工业排出的残渣。我国年产农作物秸秆约14亿吨，如果合理开发利用，可获得约7亿吨标准煤的燃料，薪材及林业加工剩余物年产量约合3亿吨标准煤，理应成为生物质能利用的重点，但这部分资源远未得到充分的利用，利用率不足20％。

目前，农林废弃物松散地分散在大面积范围内，除少部分的农作物秸秆用于家畜饲料、做饭和取暖外，大部分被作为废弃物弃之于田野。农林废弃物的传统处理方法是填埋和焚烧，会造成环境污染和引起火灾隐患；其它新开发的利用途径，虽然能源利用率和经济效益都很高，但消耗量少、对农林废弃物要求高，不能从根本上解决农林废弃物资源的处理和利用问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用农林废弃物生产高热值生物质燃料的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种利用农林废弃物生产高热值生物质燃料的方法，所述制备方法包括以下步骤：

1)物料初级破碎过程，将农业废弃物和林业废弃物作为原料，粉碎至粒径2mm以下；将粉碎后的原料进行筛分除杂，筛分出的粒径2mm以上颗粒重新输送至粉碎机进行粉碎，产生的泥、渣粉尘用布袋除尘器进行收集；将筛分除杂后的物料进行干燥，烘干所用热量由本产品作为燃料所提供；将干燥后的物料输送至农林废弃物料仓，放置待用；

2)物料的配方混合，取农林废弃物粉末、棉仁饼粉、玉米面、麸皮、草炭和肥土，按重量比为60～80∶5～8∶6～10∶12～20∶4～8∶20～40，粉碎混匀；

3)发酵，按10～200U/g混合物料加入纤维素酶于40～60℃酶解12～36h；所得酶解糖液按2～3kg/吨乙醇加入干酵母后进行乙醇发酵，发酵温度控制在30～40℃，发酵周期为48～96h；发酵好的成熟醪直接带渣在蒸馏塔内进行蒸馏，蒸馏温度保持在85～95℃，塔顶采出的粗乙醇送至精馏塔进行精馏脱水精馏在常压条件下于70～85℃进行，精馏后可得到纯度95％的乙醇产品，发酵残渣备用；

4)残渣烘干贮存挤压制块，将步骤3发酵的残渣进行磁性分选，清除出的金属送到再生单位进行再生利用，将发酵的残渣进一步烘干，保证含水率在15％以内，并用本产品作为燃料提供的热量烘干，在气候干燥地区可采用自然风干，将上述混合均匀且干燥后的物料，根据需要利用挤压成型机挤压干燥成不同形状的固型清洁再生燃料，形状尺寸可由所设计的模板孔径达到。

本发明的有益效果：本发明利用农林废弃物生产新型、高热值生物质成型燃料技术不仅解决了生物质成型燃料低热值(一般3500-4000kcal/kg)、高能耗、成本大等一些列生物质成型燃料行业难题，又给企业带来高额盈利回报。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。

一种利用农林废弃物生产高热值生物质燃料的方法，所述制备方法包括以下步骤：

1)物料初级破碎过程，将农业废弃物和林业废弃物作为原料，粉碎至粒径2mm以下；将粉碎后的原料进行筛分除杂，筛分出的粒径2mm以上颗粒重新输送至粉碎机进行粉碎，产生的泥、渣粉尘用布袋除尘器进行收集；将筛分除杂后的物料进行干燥，烘干所用热量由本产品作为燃料所提供；将干燥后的物料输送至农林废弃物料仓，放置待用；

2)物料的配方混合，取农林废弃物粉末、棉仁饼粉、玉米面、麸皮、草炭和肥土，按重量比为60～80∶5～8∶6～10∶12～20∶4～8∶20～40，粉碎混匀；

3)发酵，按10～200U/g混合物料加入纤维素酶于40～60℃酶解12～36h；所得酶解糖液按2～3kg/吨乙醇加入干酵母后进行乙醇发酵，发酵温度控制在30～40℃，发酵周期为48～96h；发酵好的成熟醪直接带渣在蒸馏塔内进行蒸馏，蒸馏温度保持在85～95℃，塔顶采出的粗乙醇送至精馏塔进行精馏脱水精馏在常压条件下于70～85℃进行，精馏后可得到纯度95％的乙醇产品，发酵残渣备用；

4)残渣烘干贮存挤压制块，将步骤3发酵的残渣进行磁性分选，清除出的金属送到再生单位进行再生利用，将发酵的残渣进一步烘干，保证含水率在15％以内，并用本产品作为燃料提供的热量烘干，在气候干燥地区可采用自然风干，将上述混合均匀且干燥后的物料，根据需要利用挤压成型机挤压干燥成不同形状的固型清洁再生燃料，形状尺寸可由所设计的模板孔径达到。

实施例1

1)实施条件

固型再生清洁燃料，它由下述组分组成：预处理后的农林废弃物70重量份，棉仁饼粉8重量份，玉米面10重量份，麸皮15重量份，草炭5重量份，肥土30重量份。将上述物料输送入搅拌机进行拌料，按10～200U/g混合物料加入纤维素酶于50℃酶解36h；所得酶解糖液按3kg/吨乙醇加入干酵母后进行乙醇发酵，发酵温度控制在40℃，发酵周期为96h；发酵好的成熟醪直接带渣在蒸馏塔内进行蒸馏，蒸馏温度保持在90℃，塔顶采出的粗乙醇送至精馏塔进行精馏脱水精馏在常压条件下于85℃进行，精馏后可得到纯度95％的乙醇产品，发酵残渣物料经烘干后含水率为13％，然后挤压成致密的棒状固型再生清洁燃料，成品粒径Φ12mm，长度50mm左右。

2)实施结果

本固型再生清洁燃料的比重为1.65g/cm³，着火点为346℃，发热量Q_net，ad为19.04MJ/kg，燃尽率达93％，燃烧过程中热膨胀较小，无烟，粉尘排放浓度＜0.85mg·m^-3，氮氧化物排放浓度＜100mg·m^-3，HCl含量0mol/kg。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种利用农林废弃物生产高热值生物质燃料的方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

1)物料初级破碎过程，将农业废弃物和林业废弃物作为原料，粉碎至粒径2mm以下；将粉碎后的原料进行筛分除杂，筛分出的粒径2mm以上颗粒重新输送至粉碎机进行粉碎，产生的泥、渣粉尘用布袋除尘器进行收集；将筛分除杂后的物料进行干燥，烘干所用热量由本产品作为燃料所提供；将干燥后的物料输送至农林废弃物料仓，放置待用；

2)物料的配方混合，取农林废弃物粉末、棉仁饼粉、玉米面、麸皮、草炭和肥土，按重量比为60～80∶5～8∶6～10∶12～20∶4～8∶20～40，粉碎混匀；

3)发酵，按10～200U/g混合物料加入纤维素酶于40～60℃酶解12～36h；所得酶解糖液按2～3kg/吨乙醇加入干酵母后进行乙醇发酵，发酵温度控制在30～40℃，发酵周期为48～96h；发酵好的成熟醪直接带渣在蒸馏塔内进行蒸馏，蒸馏温度保持在85～95℃，塔顶采出的粗乙醇送至精馏塔进行精馏脱水精馏在常压条件下于70～85℃进行，精馏后可得到纯度95％的乙醇产品，发酵残渣备用；

4)残渣烘干贮存挤压制块，将步骤3发酵的残渣进行磁性分选，清除出的金属送到再生单位进行再生利用，将发酵的残渣进一步烘干，保证含水率在15％以内，并用本产品作为燃料提供的热量烘干，在气候干燥地区可采用自然风干，将上述混合均匀且干燥后的物料，根据需要利用挤压成型机挤压干燥成不同形状的固型清洁再生燃料，形状尺寸可由所设计的模板孔径达到。