CN107365614A - 烟秆生物成型燃料资源化循环利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烟秆生物成型燃料资源化循环利用方法，包括：1）破碎：将烟叶秸秆破碎至粒度4厘米以下；2）混料：将占烟叶秸秆质量10‑30%的煤粉、3‑10%的添加剂、6‑12%的木焦油和木醋液的混合液加入烟叶秸秆中并混合均匀，添加剂包含生石灰50‑80%及镁矿粉20‑50%；3）造粒：混合物料通过造粒机挤压造粒，获得RDF成型燃料；4）热解气化：RDF成型燃料被送入气化炉内，在600℃‑800℃、空气当量比为0.18‑0.25之间的微氧条件下热解、气化，得到生物质混合燃气和生物炭渣；5）气体分离：生物质混合燃气通过净化、脱出木焦油和木醋液，得到二者的混合液及净化燃气；本发明具有燃料利用率高、排放物污染小的优点，可充分利用灰渣中的炭获得的复合肥，具有营养均衡的特点，提高了农作物对肥料的利用率，同时具有灭菌杀虫功效，提高了资源利用率和综合经济效益。

Description

烟秆生物成型燃料资源化循环利用方法
技术领域
本发明涉及一种利用烟秆的生物成型燃料资源化循环利用方法。
背景技术
我国每年的烟叶秸秆产量非常大，其又具有秸秆粗大、不易腐烂的特点。目前这些生物质绝大多数被填埋或直接丢弃在农田进行生物降解，不仅这部分资源被大大的浪费掉，烟杆又成为影响生态环境、处置不好烟叶秸秆还田后，土壤细菌的多样性增加，也影响土壤健康，给种植其他作物带来生态危害；如烟叶秸秆直接焚烧，燃料利用率低，排放物的污染性高，影响环境；燃烧灰渣中的炭未得到有效利用，资源利用率低。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种烟秆生物成型燃料资源化循环利用方法，它具有燃料利用率高、排放物污染小的优点，不仅可保护影响环境，且可充分利用灰渣中的炭获得的复合肥，具有营养均衡的特点，提高了农作物对肥料的利用率，同时具有灭菌杀虫功效，也避免了对环境的二次污染，且资源消耗小，提高了资源利用率低和综合经济效益。
为了达到上述目的，本发明的烟秆生物成型燃料资源化循环利用方法，包括以下步骤：1）破碎：将烟叶秸秆破碎至粒度4厘米以下；其特征在于包括：2）混料：将占烟叶秸秆质量10—30%的煤粉、3—10%的添加剂、6-12%的木焦油和木醋液的混合液加入烟叶秸秆中并混合均匀，添加剂包含生石灰50-80%及镁矿粉20-50%；3）造粒：混合物料通过造粒机挤压造粒，同时被加热、调质，获得RDF成型燃料；4）热解气化：RDF成型燃料被送入气化炉内，在600℃-800℃、空气当量比为0.18-0.25之间的微氧条件下热解、气化，得到含有部分杂质的生物质混合燃气和生物炭渣，将炉内的生物炭渣排出；5）气体分离：生物质混合燃气在引风机的作用下通过净化、脱出木焦油和木醋液，得到二者的混合液及净化燃气；
本发明通过添加煤粉以增加热值，使用少量的添加剂，生石灰中的氧化钙和镁矿粉在热解气化时均与燃气中的二氧化碳反应，能将生物质燃气中的二氧化碳成分固化在炭渣中，大大增加炭渣中碳成分比例，使得含炭量大于30%，为炭渣的有效利用保证充足的炭元素成分，成为生产炭基肥料的原料，增加土壤中炭基-有机质的含量，可快速改造土壤团粒桥架结构，调节土壤的水、肥、气、热功效，创造有利于植物健康生长的土壤环境，提高肥料利用率，获得高价值的产出物，同时减少生物质燃气燃烧时二氧化碳排放量；热解气化时严格控制温度及空气当量比在0.18-0.25之间，在实现生产生物质燃气的同时使气化后炭渣的含炭量保证大于30%；加入的木焦油和木醋液可增加粘性，不仅利于造粒，部分木焦油和木醋液进入炭渣中，可做植物营养调节生长素,对植物有生长功效, 同时具有灭菌杀虫功效，还可对土壤进行改良；烟叶秸秆热解气化时会产生新的木焦油和木醋液，气体分离时脱出木焦油和木醋液，可避免污染排放；
作为本发明的一种优选，排出的生物炭加入占其质量15-30%的无机氮磷钾肥，且氮磷钾三者的质量比为15 ：5 ：15，并粉碎混合均匀，获得炭基有机无机复合肥；无机氮磷钾肥的加入，可增加养分，炭渣中的木焦油和木醋液与无机氮磷钾肥混合，络合了铵、活化了磷、吸附了钾，可控制无机肥的释放速度，具有营养均衡的特点，提高了农作物对肥料的利用率，实现炭渣与木焦油和木醋液的资源化利用，提高了综合经济效益；
作为本发明的一种优选，上述添加剂两种组分的粒径均为60-80目；较小的粒径其孔隙度大，吸附性能强，在热解气化时具有更好的固碳效果；
作为本发明的一种优选，将净化燃气送至燃气锅炉燃烧；可产生蒸汽、用于发电；
作为本发明的一种优选，将气体分离工序中脱出的木焦油和木醋液的混合液送至混料工序中使用；实现木焦油和木醋液的循环利用；
综上所述，本发明具有燃料利用率高、排放物污染小的优点，不仅可保护影响环境，且可充分利用灰渣中的炭获得的复合肥，具有营养均衡的特点，提高了农作物对肥料的利用率，同时具有灭菌杀虫功效，也避免了对环境的二次污染，且资源消耗小，提高了资源利用率低和综合经济效益。
附图说明
图1为本发明实施例的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示，本实施例的烟秆生物成型燃料资源化循环利用方法，包括以下步骤：1）破碎：将烟叶秸秆通过秸秆破碎机破碎至粒度4厘米以下；2）混料：将占烟叶秸秆质量10%的煤粉、10%的添加剂、9%的木焦油和木醋液的混合液加入烟叶秸秆中并混合均匀，添加剂包含生石灰50%及镁矿粉50%，其粒径均为60目；3）造粒：混合物料通过造粒机挤压造粒，同时被加热、调质，获得RDF成型燃料；4）热解气化：RDF成型燃料被送入气化炉内，在600℃、空气当量比为0.18的微氧条件下热解、气化，得到含有部分杂质的生物质混合燃气和生物炭渣，将炉内的生物炭渣排出；5）气体分离：生物质混合燃气在引风机的作用下通过沉降式净化器净化、脱出木焦油和木醋液，得到二者的混合液及净化燃气，脱出木焦油和木醋液送至混料工序中使用，净化燃气送至燃气锅炉燃烧；6）排出的生物炭渣加入占其质量15%的无机氮磷钾肥，且氮磷钾三者的质量比为15 ：5 ：15，并粉碎混合均匀，获得炭基有机无机复合肥；
实施例二
本实施例的烟秆生物成型燃料资源化循环利用方法，包括以下步骤：1）破碎：将烟叶秸秆破碎至粒度4厘米以下；2）混料：将占烟叶秸秆质量30%的煤粉、3%的添加剂、6%的木焦油和木醋液的混合液加入烟叶秸秆中并混合均匀，添加剂包含生石灰80%及镁矿粉20%，其粒径均为80目；3）造粒：混合物料通过造粒机挤压造粒，同时被加热、调质，获得RDF成型燃料；4）热解气化：RDF成型燃料被送入气化炉内，在700℃、空气当量比为0.22的微氧条件下热解、气化，得到含有部分杂质的生物质混合燃气和生物炭渣，将炉内的生物炭渣排出；5）气体分离：生物质混合燃气在引风机的作用下通过净化、脱出木焦油和木醋液，得到二者的混合液及净化燃气，脱出木焦油和木醋液送至混料工序中使用，净化燃气送至燃气锅炉燃烧；6）排出的生物炭渣加入占其质量30%的无机氮磷钾肥，且氮磷钾三者的质量比为15 ：5 ：15，并粉碎混合均匀，获得炭基有机无机复合肥；
实施例三
本实施例的烟秆生物成型燃料资源化循环利用方法，包括以下步骤：1）破碎：将烟叶秸秆破碎至粒度4厘米以下；2）混料：将占烟叶秸秆质量18%的煤粉、7%的添加剂、12%的木焦油和木醋液的混合液加入烟叶秸秆中并混合均匀，添加剂包含生石灰60%及镁矿粉40%，其粒径均为72目；3）造粒：混合物料通过造粒机挤压造粒，同时被加热、调质，获得RDF成型燃料；4）热解气化：RDF成型燃料被送入气化炉内，在800℃、空气当量比为0.25的微氧条件下热解、气化，得到含有部分杂质的生物质混合燃气和生物炭渣，将炉内的生物炭渣排出；5）气体分离：生物质混合燃气在引风机的作用下通过净化、脱出木焦油和木醋液，得到二者的混合液及净化燃气，脱出木焦油和木醋液送至混料工序中使用，净化燃气送至燃气锅炉燃烧；6）排出的生物炭渣加入占其质量22%的无机氮磷钾肥，且氮磷钾三者的质量比为15 ：5 ：15，并粉碎混合均匀，获得炭基有机无机复合肥；
本发明通过添加煤粉以增加热值，使用少量的添加剂，生石灰中的氧化钙和镁矿粉在热解气化时均与燃气中的二氧化碳反应，能将生物质燃气中的二氧化碳成分固化在炭渣中，大大增加炭渣中碳成分比例，使得含炭量大于30%，为炭渣的有效利用保证充足的炭元素成分，成为生产炭基肥料的原料，增加土壤中炭基-有机质的含量，可快速改造土壤团粒桥架结构，调节土壤的水、肥、气、热功效，创造有利于植物健康生长的土壤环境，提高肥料利用率，获得高价值的产出物，同时减少生物质燃气燃烧时二氧化碳排放量；热解气化时严格控制温度及空气当量比在0.18-0.25之间，在实现生产生物质燃气的同时使气化后炭渣的含炭量保证大于30%；加入的木焦油和木醋液可增加粘性，不仅利于造粒，部分木焦油和木醋液进入炭渣中，可做植物营养调节生长素,对植物有生长功效, 同时具有灭菌杀虫功效，还可对土壤进行改良；烟叶秸秆热解气化时会产生新的木焦油和木醋液，气体分离时脱出木焦油和木醋液，可避免污染排放；
本发明只需使用少量的煤粉、添加剂加入原料中，资源消耗小，添加剂中的氧化钙和镁矿粉在气化时均与燃气中的二氧化碳反应，分别生成碳酸钙、碳，能将生物质燃气中的二氧化碳成分固化在炭渣中，大大增加炭渣中碳成分的含量，为炭渣的有效利用保证有效充足的生物炭元素成分，成为生产炭基生态肥料的原料，生物炭能对土壤与水体重金属污染、土壤环境的PH值、农药及化学品残留物等农业有机污染以及农田中温室气体的排放等不良环境都有着积极改良、修复或缓解的作用；科学家们则从各种不同方面进行了有利的探究，并且表明生物炭所具有的特殊结构和物化性质对于土壤结构及其理化性质的改良以及促进微生物的生长和繁衍、并且在提高农作物产量和质量等方面都有着很重要的作用；
炭基肥是一种以生物炭为基质，根据不同区域土地特点、不同作物生长特点以及科学施肥原理，添加有机质或/和无机质配制而成的生态环保型肥料；炭基肥基本理论是土肥炭基-有机论，即增加土壤中炭基-有机质的含量，快速改造土壤团粒桥架结构，调节土壤的水、肥、气、热功效，创造有利于植物健康生长的土壤环境，从而增加土壤肥力，促进作物生长，被称作“土壤生物桥技术”，可改善土壤的团粒结构，提高土壤保水保肥的能力，提高肥料利用率，具有较高价值；同时增加炭渣中碳成分的含量，可减少生物质燃气燃烧时二氧化碳排放量；气体分离时脱出木焦油和木醋液，木醋液是经生物化学技术提取获得的天然植物素材，该品的主要成分为醋酸、酚类、水，其中有机质成分醋酸占10%以上，醋液可起到土壤改良、有效抑制有碍植物生长的微生物类的繁殖、促进蔬菜、果树、花卉、水稻、草坪等植物的生长；酚类物质能杀菌、消毒避害虫，作为消毒、驱虫剂使用；该品在高浓度下具有较强的杀菌、抗菌的功能；在低浓度下能抑制杂菌的繁殖，具有防菌，防虫的功效；此外，木醋液还可以增进作物根部与叶片的活力，减缓老化，防治土壤与叶片上一些病虫害，促进土壤有益微生物的繁殖；木焦油是生物质经高温加热裂解所得到的一种焦黑色油状液体,其主要成分大部分是一元酚与二元酚，对多种植物病原菌具有良好的抑菌活性效果，是理想的植物营养调节生长素，对植物有生长功效, 同时具有灭菌杀虫功效；二者在配料时加入，不仅避免污染排放，与炭渣、无机氮磷钾肥混合，络合了铵、活化了磷、吸附了钾，可控制无机肥的释放速度，实现养分的均匀吸收，具有营养均衡的特点，提高了农作物对肥料的利用率，实现炭渣与木焦油和木醋液的资源化利用，变废为宝，提高了综合经济效益；
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进或工艺程序适当简化，这些变化和改进简化都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种烟秆生物成型燃料资源化循环利用方法，包括以下步骤：1）破碎：将烟叶秸秆破碎至粒度4厘米以下；其特征在于还包括：2）混料：将占烟叶秸秆质量10—30%的煤粉、3—10%的添加剂、6-12%的木焦油和木醋液的混合液加入烟叶秸秆中并混合均匀，添加剂包含生石灰50-80%及镁矿粉20-50%；3）造粒：混合物料通过造粒机挤压造粒，同时被加热、调质，获得RDF成型燃料；4）热解气化：RDF成型燃料被送入气化炉内，在600℃-800℃、空气当量比为0.18-0.25之间的微氧条件下热解、气化，得到含有部分杂质的生物质混合燃气和生物炭渣，将炉内的生物炭渣排出；5）气体分离：生物质混合燃气在引风机的作用下通过净化、脱出木焦油和木醋液，得到二者的混合液及净化燃气。
2.根据权利要求1所述的烟秆生物成型燃料资源化循环利用方法，其特征在于：排出的生物炭渣加入占其质量15-30%的无机氮磷钾肥，且氮磷钾三者的质量比为15 ：5 ：15，并粉碎混合均匀，获得炭基有机无机复合肥。
3.根据权利要求1或2所述的烟秆生物成型燃料资源化循环利用方法，其特征在于：所述添加剂两种组分的粒径均为60-80目。
4.根据权利要求1或2所述的烟秆生物成型燃料资源化循环利用方法，其特征在于：将净化燃气送至燃气锅炉燃烧。
5.根据权利要求1所述的烟秆生物成型燃料资源化循环利用方法，其特征在于：将气体分离工序中脱出的木焦油和木醋液的混合液送至混料工序中使用。
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