CN111117716A - 一种污泥废菌棒衍生固体燃料及其制备方法 - Google Patents
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- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Abstract
本发明的目的在于提供一种污泥废菌棒衍生固体燃料,其特征在于:由以下质量百分比的原料组成:污泥10%‑50%、废菌棒30%‑80%、氧化剂1%‑10%、固硫剂3%‑8%、膨润土0.2%‑1%、固汞剂3%‑8%、胶黏剂0.1%‑0.5%;本发明实现污泥和废菌棒的无害化处理,实现资源的利用。
Description
技术领域
本发明涉及固体废弃物资源综合利用领域,尤其是涉及一种污泥废菌棒衍生固体燃料及其制备方法。
背景技术
污泥是城市生活污水处理的必然产物,含有易腐臭的有机物质,有些还含有致病细菌、药物残留物甚至有毒有害重金属。随着城镇污水处理量不断增加,污水处理产生的污泥处理问题日趋突出。
传统处置方法有海洋弃置法、填埋法、堆肥法和焚烧法,但均存在二次污染的风险;现阶段处理污泥比较成熟的技术就是焚烧,但是由于污泥含水率高,存在不易燃烧、产热量低、污染严重、操作管理复杂、能耗和运行费用高等缺点,处置投资巨大;且焚烧使污泥中的汞等重金属排放到大气中,易在生物中积累造成病变。由于污泥中含有大量的有机物和一定的纤维木质素,具有一定的热值;利用污泥自身的热值,将污泥做成固体燃料,达到废物利用;可以节约投资,同时起到生产、环保互不影响的效果。
废菌棒是食用菌栽培使用过的基质,其主要成分为木屑、玉米芯、棉籽壳等,同时含有大量杂菌、病虫害、虫卵等污染因素。传统处理方法是舍弃或直接焚烧,这对环境造成的污染与危害性也越来越大。研究表明,废菌棒中含有大量结构性多糖和木质素,具备生物质能源利用潜质。废菌棒表面粗糙,富含木质素和纤维素,本身具有粘结性,可形成稳定骨架,因此易于制备成型燃料。
发明内容
有鉴于此,本发明的发明目的提供一种以污泥和废菌棒为原料生产新型固体燃料为了实现污泥和废菌棒的无害化处理,实现资源的利用,解决污泥和废菌棒的处置问题。
本发明采用了以下方法来实现:一种污泥废菌棒衍生固体燃料,其特征在于:由以下质量百分比的原料组成:污泥10%-50%、废菌棒30%-80%、氧化剂1%-10%、固硫剂3%-8%、膨润土0.2%-1%、固汞剂3%-8%、胶黏剂0.1%-0.5%。
进一步的,所述废菌棒由废香菇菌棒和废金针菇菌棒混合构成,二者的重量比为1:1。
进一步的,所述氧化剂包括硝酸盐、高锰酸盐、金属羧酸盐或其组合;所述金属羧酸盐包括醋酸盐或草酸盐。
进一步的,所述固硫剂包括白云石石灰、镁石灰、高钙石灰、熟石灰或其组合。
进一步的,所述膨润土包括钠基膨润土或钙基膨润土。
进一步的,所述固汞剂包括KBr、CaCl2、K2Cr2O7、KMnO4、K2S2O8、KBrO3、Na2S、FeCl3或其组合。
进一步的,所述胶黏剂为质量比3-6:1的天然橡胶或沥青或松香或明胶或纤维素或淀粉与聚乙烯醇的混合物;所述淀粉包括玉米淀粉、大米淀粉、马铃薯淀粉或其组合。
本发明的另一个目的在于提供一种如权利要求1所述的一种污泥废菌棒衍生固体燃料的制备方法,便于操作人员制备所述污泥废菌棒,其特征在于:包括以下步骤:
步骤S1:原料预处理:将含水量60%~90%的污泥初步进行挤压滤除水,烘干后的废菌棒用粉碎机进行粉碎至直径30mm以下;
步骤S2:原料混合处理:将污泥和废菌棒粉先放置于固体燃料制造装备中混合搅拌均匀,同时往所述固体燃料制造装备中不断加入氧化剂、固硫剂、膨润土、固汞剂和胶黏剂继续搅拌至物料搅拌均匀,控制其含水量为10%-15%;
步骤S3:冷压成型:搅拌好的混料进入所述固体燃料制造装备下方的蜂窝成型板上冷压成型,形成蜂窝状的固体燃料。
进一步的,所述固体燃料制造装备包括一仓体,所述仓体包括储料仓与成型仓,所述仓体的一侧设置有第一多节伸缩气缸,所述仓体的另一侧设置有第二多节伸缩气缸,所述第一多节伸缩气缸的伸缩杆伸入所述储料仓内,所述第二多节伸缩气缸的伸缩杆伸入所述成型仓内,所述第一多节伸缩气缸的伸缩杆与所述第二多节伸缩气缸的伸缩杆上均设置有推板;所述储料仓的上方设置有搅拌锅,所述搅拌锅上方设置有若干原料箱,所述原料箱的上端设置有所述原料箱的进料口,所述原料箱的下端设置有所述原料箱的出料口,所述原料箱的出料口悬设于所述搅拌锅的进料口内,所述原料箱的出料口内设置有第一电磁阀,所述原料箱的下表面设置有重力传感器;所述搅拌锅的上表面中部设置有第一伸缩气缸,所述第一伸缩气缸的伸缩杆伸入所述搅拌锅内,所述第一伸缩气缸的伸缩杆的下端固定有第一电机,所述第一电机的输出轴上设置有两个轴向平行设置的光面压辊;所述搅拌锅的下表面设置有所述搅拌锅的出料口,所述搅拌锅的出料口内设置有第二电磁阀,所述搅拌锅的出料口的下方连接有所述储料仓;所述成型仓内设置有可上下移动的压板,所述压板与所述成型仓的顶板之间设置有第二伸缩气缸和限位伸缩杆,所述第二伸缩气缸的底端固定于所述成型仓的顶板上,所述第二伸缩气缸的伸缩杆上设置有所述压板,所述第二伸缩气缸的前后两侧均设置有所述限位伸缩杆,所述限位伸缩杆的一端固定于所述成型仓的顶板,所述限位伸缩杆的另一端固定于所述压板上表面;所述压板的下表面设置有若干压杆,所述成型仓的下表面设置有与所述压杆相对应的通孔,所述成型仓的下方设置有传送蜂窝成型板的传送装置,所述蜂窝成型板上设置有与所述压杆位置相对应的孔洞,所述孔洞的直径为1-2cm,所述蜂窝成型板包括第一蜂窝成型板和第二蜂窝成型板,所述第一蜂窝成型板的上表面四个角上均设置有第一导向轮,所述第一蜂窝成型板的四周壁上均设置有挡板,所述成型仓的下表面设置有导向槽,所述导向槽向所述传送装置的传送端处延伸设置有喇叭状的限位导向槽;所述传送装置包括滚轴传送带,所述成型仓的前后两侧设置有对所述第一蜂窝成型板进行限位的限位装置,所述限位装置包括固定板,所述固定板的下表面铰接有第三伸缩气缸,所述第三伸缩气缸的伸缩杆上铰接有一限位板,所述限位板的一侧铰接固定于所述成型仓的侧壁上,所述滚轴传送带的下方设置有用于承接所述成型仓掉落的多余的混料的废料箱。
进一步的,所述传送装置包括平行设置的导向杆,所述导向杆上设置有可前后移动的移动板,所述移动板的后端设置有带动所述移动板沿所述导向杆移动的驱动组件,所述移动板的上表面四个角上均设置有第二导向轮,所述第二导向轮可嵌入所述限位导向槽内,所述移动板的四个角上均设置有滑块,所述滑块套设于导向杆上,所述滑块内等距离设置有若干由所述驱动组件带动转动的第三导向轮,所述驱动组件包括固定于左侧滑块上的第二电机,所述第二电机的输出轴上设置有第一主动轮,所述第一主动轮能够沿着相应所述导向杆进行转动,并带动所述第三导向轮沿着所述导向杆移动;所述驱动组件包括左右两侧滑块上固定的同步电机,所述同步电机的输出轴上设置有第二主动轮,所述第二主动轮能够沿着所述导向杆转动,并带动所述第三导向轮沿着所述导向杆移动;所述成型仓的正下方设置有支撑座,所述支撑座上设置有定位传感器。
本发明的有益效果在于:(1)本发明专利旨在通过在污泥中添加废菌棒制备一种新型的固体燃料—污泥废菌棒衍生固体燃料,其综合燃烧特性指数增加,燃点提高,燃烬温度下降,污泥的燃烧性能得到改善,同时实现食用菌废弃菌棒的二次高效利用。更重要的是,通过燃烧彻底消除污泥和废菌棒中含有的致病细菌、药物残留物、虫卵等污染因素。
(2)目前国内外污泥处理的首选方法是干化和焚烧,这两种处理方式关键步骤是必须对污泥进行干燥脱水。污泥干燥时,其表面很快结成硬壳,犹如一层保温层,热量很难传导到内部,需要长时间烘干,干燥耗能大、效率低。废菌棒粉末吸水性强,能吸收高含水污泥中的水分,使其具备压制成型条件,故无需对污泥进行干燥处理,节约成本和时间。
(3)由于废菌棒和污泥本身具有很好的粘结性,在高速搅拌调理后废菌棒和污泥的粘性进一步增大,是一种良好粘结剂,所以可以采用冷压成型,无需加热,耗能低,能更大程度的节约和利用资源。
(4)废菌棒粉末能使成型燃料变得疏松,提高了燃料的孔隙率,同时制作成内部具有中空型蜂窝状的结构,有效增加了燃料的表面积,提高干燥效率,利于自然通风干燥和堆码。
(5)污泥废菌棒衍生固体燃料焚烧后剩下的灰渣疏松多孔,具有巨大的比表面积,吸附性能强大,可以替代价格昂贵的活性炭净化废水、废气等,从而实现污泥和废弃菌棒由污染环境的废弃物到绿色商品的转变,实现其价值提升。值得一提的是本申请所提到的污泥可以是污水处理产生的污泥。
附图说明
图1为本发明第一实施例装置示意图。
图2为图1的AA向剖面示意图。
图3为本发明光面压辊结构示意图。
图4为本发明第一蜂窝成型板结构示意图。
图5为本发明第二实施例装置结构示意图。
图6为图5的BB向剖视图。
图7为本发明驱动组件第一结构示意图。
图8为图7的CC向剖视图。
图9为本发明驱动组件第二结构示意图。
图10为图9的DD向剖视图。
图11为本发明第二蜂窝成型板结构示意图。
具体实施方式
本发明一实施例中,一种污泥废菌棒衍生固体燃料,其特征在于:由以下质量百分比的原料组成:污泥10%-50%、废菌棒30%-80%、氧化剂1%-10%、固硫剂3%-8%、膨润土0.2%-1%、固汞剂3%-8%、胶黏剂0.1%-0.5%;优选地,一种污泥废菌棒衍生固体燃料,由以下质量份数原料组成:污泥40%、废菌棒46%、氧化剂4.6%、固硫剂4%、膨润土0.4%、固汞剂4.7%、胶黏剂0.3%。较佳的,本实施例中,所述污泥的含水量为10%-15%。
本发明一实施例中,所述废菌棒由废香菇菌棒和废金针菇菌棒混合构成,二者的重量比为 1:1。
本发明一实施例中,所述氧化剂包括硝酸盐、高锰酸盐、金属羧酸盐或其组合;所述金属羧酸盐包括醋酸盐或草酸盐;通过加入氧化剂能克服燃烧过程中因局部缺氧造成固体颗粒包夹于炉渣中,起到助燃、降低飞灰含碳量和排烟温度、减轻炉内结焦和降低林格曼黑度等作用,从而避免能源浪费和空气污染。
本发明一实施例中,所述固硫剂包括白云石石灰、镁石灰、高钙石灰、熟石灰或其组合;通过加入固硫剂,减少SO2的排放量。
本发明一实施例中,所述膨润土包括钠基膨润土或钙基膨润土;通过加入固化剂—膨润土固化污泥中的重金属锌和铅,有效控制锌和铅的排放,同时降低固体燃料的含水率,提高固体燃料的抗压强度,在堆码、自然干燥和使用过程中能承受一定外力并保持原形不变。
本发明一实施例中,所述固汞剂包括KBr、CaCl2、K2Cr2O7、KMnO4、K2S2O8、KBrO3、Na2S、FeCl3或其组合,通过加入固汞剂对汞氧化使其形成较稳定的氧化物,有效控制烟气中汞的排放。
本发明一实施例中,所述胶黏剂为质量比3-6:1的天然橡胶或沥青或松香或明胶或纤维素或淀粉与聚乙烯醇的混合物;所述淀粉包括玉米淀粉、大米淀粉、马铃薯淀粉或其组合;胶黏剂能保证该固体燃料在运输过程中不易破裂,同时因其易燃,可作为助燃剂提高燃烧率。
本发明一实施例中,一种如权利要求1所述的一种污泥废菌棒衍生固体燃料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤S1:原料预处理:将含水量60%~90%的污泥初步进行挤压滤除水,烘干后的废菌棒用粉碎机进行粉碎至直径30mm以下;
步骤S2:原料混合处理:将污泥和废菌棒粉先放置于固体燃料制造装备中混合搅拌均匀,同时往所述固体燃料制造装备中不断加入氧化剂、固硫剂、膨润土、固汞剂和胶黏剂继续搅拌至物料搅拌均匀,控制其含水量为10%-15%;
步骤S3:冷压成型:搅拌好的混料进入所述固体燃料制造装备下方的蜂窝成型板上,形成蜂窝状的固体燃料。
请参照图1至图11,本发明一实施例中,所述固体燃料制造装备包括一仓体1,所述仓体1包括储料仓2与成型仓3,所述仓体1的一侧设置有第一多节伸缩气缸4,所述仓体1的另一侧设置有第二多节伸缩气缸5,所述第一多节伸缩气缸4的伸缩杆伸入所述储料仓2内,所述第二多节伸缩气缸5的伸缩杆伸入所述成型仓3内,所述第一多节伸缩气缸4的伸缩杆与所述第二多节伸缩气缸5的伸缩杆上均设置有推板6;所述储料仓2的上方设置有搅拌锅7,所述搅拌锅7的上方设置有若干原料箱8,所述原料箱8内对应放置配方中的各个原料,所述原料箱8的上端设置有所述原料箱8的进料口,所述原料箱的下端设置有所述原料箱8的出料口,所述原料箱8的出料口悬设于所述搅拌锅的进料口内,所述原料箱的出料口内设置有第一电磁阀9,所述第一电磁阀9用于控制各个配方原料的加料顺序,所述原料箱8的下表面设置有重力传感器10,所述重力传感器10用于检测相应原料箱内原料的使用情况,便于及时补充原料;所述搅拌锅7的上表面中部设置有第一伸缩气缸11,所述第一伸缩气缸11的伸缩杆伸入所述搅拌锅7内,所述第一伸缩气缸11的伸缩杆的下端固定有第一电机12,所述第一电机12的输出轴上设置有两个轴向平行设置的光面压辊13,所述第一伸缩气缸11带动所述第一电机12及所述光面压辊13进行上下移动,所述第一电机12带动所述光面压辊13进行旋转,充分的将所述搅拌锅7内的物料搅拌均匀,根据污泥含水率,所述光面压辊13的旋转速率在400-800r/min范围内做相应调整,污泥含水率高转速快,污泥含水率低转速慢;所述搅拌锅7的下表面设置有所述搅拌锅7的出料口,所述搅拌锅7的出料口内设置有第二电磁阀14,所述搅拌锅的出料口的下方连接有所述储料仓2;所述成型仓3内设置有可上下移动的压板15,所述压板15与所述成型仓的顶板16之间设置有第二伸缩气缸17和限位伸缩杆18,所述第二伸缩气缸17的底端固定于所述顶板16上,所述第二伸缩气缸17的伸缩杆上设置有所述压板15,所述第二伸缩气缸17的前后两侧均设置有所述限位伸缩杆18,所述限位伸缩杆18的一端固定于所述顶板16上,所述限位伸缩杆18的另一端固定于所述压板15上表面,所述第二伸缩气缸17用于控制所述压板15的上下移动,所述限位伸缩杆18用于限制所述压板15的移动位置,使得所述压板15在上下移动的过程中不会发生旋转;所述压板15的下表面设置有若干压杆19,所述成型仓3的下表面设置有与所述压杆19相对应的通孔20,所述成型仓3的下方设置有传送蜂窝成型板21的传送装置22,所述蜂窝成型板21上设置有与所述压杆19位置相对应的孔洞23,所述孔洞的直径为1-2cm,在后续晾晒过程中,风干速度快,方便晾晒;混料进入所述储料仓2后,启动所述第一多节伸缩气缸4,将混料由所述储料仓2推至所述成型仓3内,并由所述通孔20落入下方的所述蜂窝成型板21上,然后,启动所述第二多节伸缩气缸5,将所述成型仓3底板上的混料再次填入所述蜂窝成型板上,使得所述孔洞23内均填有混料,同时,多余的混料由所述成型仓3推回所述储料仓2内,接着,所述压板15向下移动,使得所述压杆19嵌入相应的通孔20中,并向下嵌入所述蜂窝成型板21的孔洞内,将孔洞23内的混料压实,后将压板15向上抬起一段距离,仍是堵住通孔20,目的是防止多余的混料掉落至压实后的蜂窝成型板21上,待所述传送装置22将第一块蜂窝成型板运离所述成型仓3下方,后将第二块蜂窝成型板运入所述成型仓3的下方后,再启动第二伸缩气缸17将所述压板15完全抬起;所述蜂窝成型板21包括第一蜂窝成型板24和第二蜂窝成型板25,所述第一蜂窝成型板24的上表面四个角上均设置有第一导向轮26,所述第一蜂窝成型板24的四周壁上均设置有挡板27,所述成型仓3的下表面设置有导向槽(未图示),所述导向槽向所述传送装置22的传送端处延伸设置有喇叭状的限位导向槽28;所述传送装置22包括滚轴传送带29,所述成型仓3的前后两侧设置有对所述第一蜂窝成型板24进行限位的限位装置30,所述限位装置30包括固定板31,所述固定板31的下表面铰接有第三伸缩气缸32,所述第三伸缩气缸32的伸缩杆上铰接有一限位板33,所述限位板33的一侧铰接固定于所述成型仓3的侧壁上,所述限位装置保证所述第一蜂窝成型板进入所述成型仓下方时对其进行精准定位,使得所述第一蜂窝成型板上的孔洞、所述通孔及所述压杆的位置相对应,所述滚轴传送带29的下方设置有用于承接所述成型仓3掉落的多余的混料的废料箱34。使用时,将初步滤水后得到的污泥、直径30mm以下的废菌棒及其他配方原料进料至相应的原料箱内,在所述搅拌锅7内先加入经初步滤水后的污泥和直径30mm以下的废菌棒粉,接着,启动所述第一电机12,带动所述光面压辊13旋转,启动所述第一伸缩气缸11,带动所述光面压辊13上下移动,使得所述光面压辊13再对所述搅拌锅7内的污泥及废菌棒进行水平旋转搅拌的同时进行上下搅拌,充分的对污泥及废菌棒进行搅拌,搅拌的同时开启相应的所述第一电磁阀9,不断加入氧化剂、固硫剂、膨润土、固汞剂和胶黏剂,直至所有原料均匀混合;原料混合后,打开所述第二电磁阀14,混合后的混料由所述搅拌锅7的出料口进入所述储料仓2内;混料进入所述储料仓2后,启动所述第一多节伸缩气缸4,将混料由所述储料仓2推至所述成型仓3内,并由所述通孔20落入下方的所述蜂窝成型板21上,然后,启动所述第二多节伸缩气缸5,将所述成型仓3底板上的混料再次填入所述蜂窝成型板21上,使得所述孔洞23均填有混料,同时,多余的混料由所述成型仓3推回所述储料仓2内;所述压板15向下移动,使得所述压杆19嵌入相应的通孔中,并向下嵌入所述蜂窝成型板21的孔洞内,将孔洞内的混料压实,后将所述压板15向上抬起一段距离,但还是堵住通孔,目的是防止多余的混料掉落至压实后的蜂窝成型板上,待所述传送装置22将第一块蜂窝成型板运离所述成型仓3下方,后将第二块蜂窝成型板运入所述成型仓3的下方后,再启动所述第二伸缩气缸17将所述压板15完全抬起;依次循环上述步骤。
请参照图7至图11,本发明一实施例中,所述传送装置22包括平行设置的导向杆35,所述导向杆35上设置有可前后移动的移动板36,所述移动板36的后端设置有带动所述移动板36沿所述导向杆35移动的驱动组件37,所述移动板36的上表面四个角上均设置有第二导向轮38,所述第二导向轮38可嵌入所述限位导向槽28内,所述移动板36的四个角上均设置有滑块39,所述滑块39套设于所述导向杆35上,所述滑块39内等距离设置有若干由所述驱动组件37带动转动的第三导向轮40,所述驱动组件37包括固定于左侧滑块上的第二电机41,所述第二电机41的输出轴上设置有第一主动轮42,所述第一主动轮42能够沿着相应所述导向杆35进行转动,并带动所述第三导向轮40沿着所述导向杆35移动;所述驱动组件37包括左右两侧滑块上固定的同步电机43,所述同步电机43的输出轴上设置有第二主动轮44,所述第二主动轮44能够沿着所述导向杆35转动,并带动所述第三导向轮40沿着所述导向杆35移动;所述成型仓3的正下方设置有支撑座45,在对所述第二蜂窝成型板25内的混料进行压实的过程中,所述支撑座45给所述第二蜂窝成型板25提供支撑力,所述支撑座45上设置有定位传感器(未图示)。使用时,所述第二蜂窝成型板25放置于所述移动板36上,并启动所述驱动组件37,使得所述移动板36带动所述第二蜂窝成型板25移动至所述成型仓3的下方,在所述定位传感器的作用下使得所述第二蜂窝成型板上25的孔洞与所述通孔20、所述压杆19的位置相对应。
本发明的工作原理为:请参照图1至图4,本发明一实施例中:将初步滤水后得到的污泥、直径30mm以下的废菌棒及其他配方原料进料至相应的原料箱内,在所述搅拌锅内先加入经初步滤水后的污泥和直径30mm以下的废菌棒粉,接着,启动所述第一电机,带动所述光面压辊旋转,启动第一伸缩气缸,带动所述光面压辊上下移动,使得所述光面压辊再对所述搅拌锅内的污泥及废菌棒进行水平旋转搅拌的同时进行上下搅拌,充分的对污泥及废菌棒进行搅拌,搅拌的同时开启相应的第一电磁阀,不断加入氧化剂、固硫剂、膨润土、固汞剂和胶黏剂,直至所有原料均匀混合,待原料混合好后,将第二电磁阀打开,使得搅拌好后的混料由搅拌锅的出料口落入下方的出料仓内;启动滚轴传送带,将第一蜂窝成型板放置于滚轴传送带上,滚轴传送带将第一蜂窝成型板运送至喇叭状的限位导向槽处时,经由限位导向槽的导向作用矫正第一蜂窝成型板的位置,当第一蜂窝成型板运输至后侧限位装置处后,后侧限位装置对第一蜂窝成型板进行第一次的位置限定,然后由前侧的限位装置对其进行第二次的位置限定,使得第一蜂窝成型板上的孔洞、成型仓上的通孔及压杆位置相对应;接着,启动第一多节伸缩气缸,第一多节伸缩气缸上的推板,将混料由储料仓推至成型仓内并由成型仓底板上的通孔落入下端的第一蜂窝成型板上,然后,启动第二多节伸缩气缸,将成型仓底板上的多余的混料由成型仓推回储料仓内并将混料再一次填满孔洞;接着启动第二伸缩气缸,压板向下移动,使得压杆嵌入相应的通孔,将混料压实,压实后再次启动第二伸缩气缸,将压板向上抬起一端距离,但还是堵住孔洞,目的是防止多余的混料掉落至压实后的第一蜂窝成型板上,待传送装置将第一蜂窝成型板运离成型仓下方,后第二块第一蜂窝成型板进入成型仓的下方,再启动第二伸缩气缸将压板完全抬起,此时多余的废料均落入下方的废料箱内;并依次循环上述步骤。
请参照图5至图11,本发明一实施例中,将初步滤水后得到的污泥、直径30mm以下的废菌棒及其他配方原料进料至相应的原料箱内,在所述搅拌锅内先加入经初步滤水后的污泥和直径30mm以下的废菌棒粉,接着,启动所述第一电机,带动所述光面压辊旋转,启动第一伸缩气缸,带动所述光面压辊上下移动,使得所述光面压辊再对所述搅拌锅内的污泥及废菌棒进行水平旋转搅拌的同时进行上下搅拌,充分的对污泥及废菌棒进行搅拌,搅拌的同时开启相应的第一电磁阀,不断加入氧化剂、固硫剂、膨润土、固汞剂和胶黏剂,直至所有原料均匀混合,待原料混合好后,将第二电磁阀打开,使得搅拌好后的混料由搅拌锅的出料口落入下方的出料仓内;启动电机,带动主动轮转动,主动轮转动带动第三导向轮转动,将第二蜂窝成型板放置于移动板上,移动板将第二蜂窝成型板运送至喇叭状的导向槽处时,经由导向槽的导向作用矫正第二蜂窝成型板的位置,并通过控制电机,通过定位传感器实现第二蜂窝成型板的定位,即使得第二蜂窝成型板上的孔洞、成型仓上的通孔及压杆位置相对应;接着,启动第一多节伸缩气缸,第一多节伸缩气缸上的推板,将混料由储料仓推至成型仓内并由成型仓底板上的通孔落入下端的第二蜂窝成型板上,然后,启动第二多节伸缩气缸,将成型仓底板上的多余的混料由成型仓推回储料仓内并将混料再一次填满孔洞;然后启动第二伸缩气缸,压板向下移动,使得压杆嵌入相应的通孔,将混料压实,最后,蜂窝成型板经由移动板带运离装置;压实后再次启动第二伸缩气缸,将压板向上抬起一端距离,但还是堵住孔洞,目的是防止多余的混料掉落至压实后的第二蜂窝成型板上,待传送装置将第二蜂窝成型板运离成型仓下方,后第二块第一蜂窝成型板进入成型仓的下方,再启动第二伸缩气缸将压板完全抬起,此时多余的废料均落入下方的废料箱内;并依次循环上述步骤。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述,需要说明的是,实施例并不构成对本发明要求保护范围的限定。
实施例1:一种污泥废菌棒衍生固体燃料,由以下质量百分比的原料组成:污泥50%、废菌棒40%、氧化剂3.8%、固硫剂3%、膨润土0.2%、固汞剂2.8%、胶黏剂0.2%。
制备步骤:(1)将含水量60%~90%的污泥初步进行挤压滤除水,烘干后的废菌棒用粉碎机进行粉碎至直径30mm以下;(2)将污泥和废菌棒粉先放置于固体燃料制造装备中混合搅拌均匀,同时往所述固体燃料制造装备中不断加入氧化剂、固硫剂、膨润土、固汞剂和胶黏剂继续搅拌至物料搅拌均匀,控制其含水量为10%-15%;(3)搅拌好的混料进入所述固体燃料制造装备下方的蜂窝成型板上,形成蜂窝状的固体燃料。
检测污泥废菌棒衍生固体燃料收到基低位热值为11230 kj/kg,重金属成分化验结果为:锌500.36 mg/kg、铅100.21 mg/kg、铜180.12 mg/kg、汞1.46 mg/kg,含硫1.69%。燃料燃烧完全后重金属成分化验结果为:锌500.29 mg/kg、铅100.18 mg/kg、铜180.08 mg/kg、汞0.48 mg/kg,含硫0.84%。毒性浸出试验表明:膨润土掺入0.2%,使锌、铅、铜的浸出率分别由7.1%下降至6.5%,9.5%下降至8.2%,20.6%下降至19.2%。
实施例2:一种污泥废菌棒衍生固体燃料,由以下质量百分比的原料组成:污泥40%、废菌棒46%、氧化剂4.6%、固硫剂4%、膨润土0.4%、固汞剂4.7%、胶黏剂0.3%。
制备步骤:(1)将含水量60%~90%的污泥初步进行挤压滤除水,烘干后的废菌棒用粉碎机进行粉碎至直径30mm以下;(2)将污泥和废菌棒粉先放置于固体燃料制造装备中混合搅拌均匀,同时往所述固体燃料制造装备中不断加入氧化剂、固硫剂、膨润土、固汞剂和胶黏剂继续搅拌至物料搅拌均匀,控制其含水量为10%-15%;(3)搅拌好的混料进入所述固体燃料制造装备下方的蜂窝成型板上,形成蜂窝状的固体燃料。
检测燃料收到基低位热值为12120 kj/kg,重金属成分化验结果为:锌480.06 mg/kg、铅93.61 mg/kg、铜171.24 mg/kg、汞1.21 mg/kg,含硫1.50%。燃料燃烧完全后重金属成分化验结果为:锌479.98 mg/kg、铅93.60 mg/kg、铜171.22 mg/kg、汞0.88 mg/kg,含硫1.02%。毒性浸出试验表明:膨润土掺入0.4%,使锌、铅、铜的浸出率分别由7.0%下降至5.2%,9.3%下降至7.4%,20.3%下降至15.4%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种污泥废菌棒衍生固体燃料,其特征在于:由以下质量百分比的原料组成:污泥10%-50%、废菌棒30%-80%、氧化剂1%-10%、固硫剂3%-8%、膨润土0.2%-1%、固汞剂3%-8%、胶黏剂0.1%-0.5%。
2.根据权利要求1所述的一种污泥废菌棒衍生固体燃料,其特征在于:所述废菌棒由废香菇菌棒和废金针菇菌棒混合构成,二者的重量比为 1:1。
3.根据权利要求1所述的一种污泥废菌棒衍生固体燃料,其特征在于:所述氧化剂包括硝酸盐、高锰酸盐、金属羧酸盐或其组合;所述金属羧酸盐包括醋酸盐或草酸盐。
4.根据权利要求1所述的一种污泥废菌棒衍生固体燃料,其特征在于:所述固硫剂包括白云石石灰、镁石灰、高钙石灰、熟石灰或其组合。
5.根据权利要求1所述的一种污泥废菌棒衍生固体燃料,其特征在于:所述膨润土包括钠基膨润土或钙基膨润土。
6.根据权利要求1所述的一种污泥废菌棒衍生固体燃料,其特征在于:所述固汞剂包括KBr、CaCl2、K2Cr2O7、KMnO4、K2S2O8、KBrO3、Na2S、FeCl3或其组合。
7.根据权利要求1所述的一种污泥废菌棒衍生固体燃料,其特征在于:所述胶黏剂为质量比3-6:1的天然橡胶或沥青或松香或明胶或纤维素或淀粉与聚乙烯醇的混合物;所述淀粉包括玉米淀粉、大米淀粉、马铃薯淀粉或其组合。
8.一种如权利要求1所述的一种污泥废菌棒衍生固体燃料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤 :
步骤S1:原料预处理:将含水量60%~90%的污泥初步进行挤压滤除水,烘干后的废菌棒用粉碎机进行粉碎至直径30mm以下;
步骤S2:原料混合处理:将污泥和废菌棒粉先放置于固体燃料制造装备中混合搅拌均匀,同时往所述固体燃料制造装备中不断加入氧化剂、固硫剂、膨润土、固汞剂和胶黏剂继续搅拌至物料搅拌均匀,控制其含水量为10%-15%;
步骤S3:冷压成型:搅拌好的混料进入所述制造装备下方的蜂窝成型板上冷压成型,形成蜂窝状的固体燃料。
9.根据权利要求8所述的一种污泥废菌棒衍生固体燃料的制备方法,其特征在于:所述固体燃料制造装备包括一仓体,所述仓体包括储料仓与成型仓,所述仓体的一侧设置有第一多节伸缩气缸,所述仓体的另一侧设置有第二多节伸缩气缸,所述第一多节伸缩气缸的伸缩杆伸入所述储料仓内,所述第二多节伸缩气缸的伸缩杆伸入所述成型仓内,所述第一多节伸缩气缸的伸缩杆与所述第二多节伸缩气缸的伸缩杆上均设置有推板;所述储料仓的上方设置有搅拌锅,所述搅拌锅上方设置有若干原料箱,所述原料箱的上端设置有所述原料箱的进料口,所述原料箱的下端设置有所述原料箱的出料口,所述原料箱的出料口悬设于所述搅拌锅的进料口内,所述原料箱的出料口内设置有第一电磁阀,所述原料箱的下表面设置有重力传感器;所述搅拌锅的上表面中部设置有第一伸缩气缸,所述第一伸缩气缸的伸缩杆伸入所述搅拌锅内,所述第一伸缩气缸的伸缩杆的下端固定有第一电机,所述第一电机的输出轴上设置有两个轴向平行设置的光面压辊;所述搅拌锅的下表面设置有所述搅拌锅的出料口,所述搅拌锅的出料口内设置有第二电磁阀,所述搅拌锅的出料口的下方连接有所述储料仓;所述成型仓内设置有可上下移动的压板,所述压板与所述成型仓的顶板之间设置有第二伸缩气缸和限位伸缩杆,所述第二伸缩气缸的底端固定于所述成型仓的顶板上,所述第二伸缩气缸的伸缩杆上设置有所述压板,所述第二伸缩气缸的前后两侧均设置有所述限位伸缩杆,所述限位伸缩杆的一端固定于所述成型仓的顶板,所述限位伸缩杆的另一端固定于所述压板上表面;所述压板的下表面设置有若干压杆,所述成型仓的下表面设置有与所述压杆相对应的通孔,所述成型仓的下方设置有传送蜂窝成型板的传送装置,所述蜂窝成型板上设置有与所述压杆位置相对应的孔洞,所述孔洞的直径为1-2cm,所述蜂窝成型板包括第一蜂窝成型板和第二蜂窝成型板,所述第一蜂窝成型板的上表面四个角上均设置有第一导向轮,所述第一蜂窝成型板的四周壁上均设置有挡板,所述成型仓的下表面设置有导向槽,所述导向槽向所述传送装置的传送端处延伸设置有喇叭状的限位导向槽;所述传送装置包括滚轴传送带,所述成型仓的前后两侧设置有对所述第一蜂窝成型板进行限位的限位装置,所述限位装置包括固定板,所述固定板的下表面铰接有第三伸缩气缸,所述第三伸缩气缸的伸缩杆上铰接有一限位板,所述限位板的一侧铰接固定于所述成型仓的侧壁上,所述滚轴传送带的下方设置有用于承接所述成型仓掉落的多余的混料的废料箱。
10.根据权利要求9所述的一种污泥废菌棒衍生固体燃料的制备方法,其特征在于:所述传送装置包括平行设置的导向杆,所述导向杆上设置有可前后移动的移动板,所述移动板的后端设置有带动所述移动板沿所述导向杆移动的驱动组件,所述移动板的上表面四个角上均设置有第二导向轮,所述第二导向轮可嵌入所述限位导向槽内,所述移动板的四个角上均设置有滑块,所述滑块套设于导向杆上,所述滑块内等距离设置有若干由所述驱动组件带动转动的第三导向轮,所述驱动组件包括固定于左侧滑块上的第二电机,所述第二电机的输出轴上设置有第一主动轮,所述第一主动轮能够沿着相应所述导向杆进行转动,并带动所述第三导向轮沿着所述导向杆移动;所述驱动组件包括左右两侧滑块上固定的同步电机,所述同步电机的输出轴上设置有第二主动轮,所述第二主动轮能够沿着所述导向杆转动,并带动所述第三导向轮沿着所述导向杆移动;所述成型仓的正下方设置有支撑座,所述支撑座上设置有定位传感器。
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