本發(fā)明涉及燃料的生產(chǎn)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種玉米秸稈制作固體燃料方法。
背景技術(shù)：
由于近年來大氣污染嚴(yán)重，生物質(zhì)燃料作為可再生能源的一種利用形式，與中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展、農(nóng)村地區(qū)周邊生活環(huán)境緊密相關(guān)，是國(guó)家整體可再生能源利用計(jì)劃的重要組成部分。中國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家的農(nóng)業(yè)大國(guó)，既要實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，又要同時(shí)擔(dān)負(fù)起保護(hù)環(huán)境的責(zé)任。所以，為了解決傳統(tǒng)燃料所造成的大氣污染問題，就必須更替?zhèn)鹘y(tǒng)的能源利用和能源生產(chǎn)方式，開發(fā)利用生物質(zhì)資源。
秸稈是中國(guó)傳統(tǒng)的農(nóng)作物剩余料，中國(guó)大部分地區(qū)都有就地焚燒的習(xí)慣，這對(duì)于環(huán)境有相當(dāng)大的危害性。秸稈易于燃燒，但是仍缺乏有效途徑使秸稈系統(tǒng)性的燃料化，如能攻克這一技術(shù)，將為中國(guó)秸稈處理不當(dāng)所造成的環(huán)境污染提供有效的解決途徑。另外，中國(guó)部分地區(qū)存在大量的動(dòng)物糞便污染當(dāng)?shù)丨h(huán)境的情況，干燥的動(dòng)物糞便可以作為高效的燃料投入使用。
因此，需要提供一種利用這些廢棄物生產(chǎn)固體燃料的方法，不但可以提高農(nóng)民的收入，還可以緩解農(nóng)村能源緊張的局面，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)村能源的可持續(xù)發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種基于以玉米秸稈和糞便為基本原料的固體燃料。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種上述燃料的制備方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
一種固體燃料，包括以下各原材料：玉米秸稈、動(dòng)物糞便、酶催化劑、活細(xì)胞催化劑、椰殼活性炭、催熟劑、膨化劑、粘合劑、煤粉、柏油、固體酒精。
其中，所述各原料的重量份為：玉米秸稈60-80份、動(dòng)物糞便20-25份、酶催化劑和活細(xì)胞催化劑3-5份、椰殼活性炭1.5-2份、催熟劑2-4份、膨化劑0.4-0.6份、粘合劑3-5份、煤粉0.2-0.5份、柏油1-2份、煤化劑1-2份、固體酒精2.5-3份、燃煤助燃劑2-3份。
進(jìn)一步，所述燃煤助燃劑，包括以下組分：分散劑、氧化劑、滲透劑、催化劑、乳化劑和水；優(yōu)選的，所述各組分的重量百分比為：分散劑10％-15％、催化劑30％-45％、氧化劑30％-40％、乳化劑10％-15％、滲透劑5％-10％，余量為水。
所述燃煤助燃劑的制備方法包括：1)將分散劑和催化劑攪拌混合，加入水，制成催化劑溶液；2)將催化劑溶液與氧化劑、乳化劑、滲透劑混合，得到燃煤助燃劑。
進(jìn)一步，所述粘合劑由生石灰和粘土混合組成，催熟劑由氧化鈣和石灰石制成，膨化劑由發(fā)酵粉、硝酸銨、明礬、小蘇打制成。煤化劑由以下質(zhì)量份的各組分制成：硝酸鈉0.5-0.7份、氧化鎂1.5-2.5份、氫氧化鈉1-1.5份、碳酸鈣0.3-0.7份、淀粉1-3份、草酸鈉1-1.5份。
本發(fā)明還提供了上述固體燃料的制備方法，包括以下步驟：
(1)玉米秸稈處理：玉米秸稈去除土壤與雜質(zhì)，并粉碎成6-10cm的小段；加入椰殼活性炭吸附水和化學(xué)元素，控制玉米秸稈含水率在16％以下；
(2)動(dòng)物糞便處理：將動(dòng)物糞便通風(fēng)干燥，并澆注煤粉與柏油；
(3)將處理后的玉米秸稈與動(dòng)物糞便混合，并加入燃煤助燃劑；
(4)催化反應(yīng)：加入酶催化劑和活細(xì)胞催化劑酶化，并設(shè)定酶化溫度為50℃-70℃；
(5)擠壓成型：加入粘合劑、膨化劑、催熟劑、煤化劑和固體酒精，加溫加壓1.5-2.0h，成型，得到固體燃料。
其中，所述通風(fēng)干燥的溫度為25℃-30℃，濕度為30％以下。
所述加壓加溫的壓力設(shè)置為1.2-1.7mp，溫度設(shè)置為25℃-35℃。
本發(fā)明中玉米秸稈是提升燃料熱值的主要成分；動(dòng)物糞便中纖維素含量(3.75％-20.92％)低于秸稈中纖維素含量，半纖維素含量與秸稈沒有區(qū)別，其含量在23.35％-28.20％之間，動(dòng)物糞便揮發(fā)分、固定碳和灰分的平均含量分別為63.31％、13％、20.97％，其在風(fēng)干狀態(tài)下可以進(jìn)行對(duì)燃料進(jìn)行熱解，加速反應(yīng)；煤粉、柏油、煤化劑、固體酒精、燃煤助燃劑作為輔料，均能促使燃料充分燃燒，起到助燃、增能、節(jié)能的作用。
對(duì)本發(fā)明固體燃料的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如下：色澤為灰褐色或黃褐色，組織形態(tài)為小棒狀固體顆粒燃料，水分≤14％，灰份6％-14％，密度0.7-1.3g/cm3。
本發(fā)明的有益效果如下：
(1)本發(fā)明通過秸稈與動(dòng)物糞便混合后應(yīng)并加入輔料進(jìn)行酶化，加快催化效率，提高固體燃料塊熱值、燃燒率和燃燒時(shí)長(zhǎng)，其熱值可達(dá)到18000-23000kj/kg，燃燒率至96％-98％，燃燒時(shí)長(zhǎng)為1-2小時(shí)。
(2)本發(fā)明制備的固體燃料燃燒過程中二氧化硫排放量為0.11-0.25之間，遠(yuǎn)低于煤的二氧化硫排放量，燃燒后的灰燼可直接回歸土壤，無化學(xué)污染。
具體實(shí)施方式
為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1一種固體燃料的制備
一種固體燃料的制備方法，包括以下步驟：
(1)玉米秸稈處理：將收集好玉米秸稈通過旋片式振動(dòng)塞去除土壤與雜質(zhì)，送入粉碎機(jī)粉碎，使得玉米秸稈長(zhǎng)度控制在6cm；將60kg粉碎后的玉米秸稈送入對(duì)流式干燥機(jī)進(jìn)行干燥，加入1.5kg椰殼活性炭，吸附水和化學(xué)元素，控制玉米秸稈含水率在16％以下；
(2)動(dòng)物糞便處理：將20kg動(dòng)物糞便于溫度25℃，濕度為20％的環(huán)境中通風(fēng)干燥，并澆注0.2kg煤粉與1kg柏油；
(3)將處理后的玉米秸稈與動(dòng)物糞便用混料機(jī)混合攪拌均勻，并加入2kg燃煤助燃劑；所述燃煤助燃劑的所述各組分的重量百分比為：分散劑15％、催化劑30％、氧化劑30％、乳化劑10％、滲透劑5％，余量為水；制備方法包括：(1)將分散劑和催化劑攪拌混合，加入水，制成催化劑溶液；(2)將催化劑溶液與氧化劑、乳化劑、滲透劑混合，得到燃煤助燃劑。
(4)催化反應(yīng)：將步驟(3)得到的混合物送入酶化倉(cāng)，加入3kg酶催化劑和活細(xì)胞催化劑酶化，并設(shè)定酶化溫度為50℃-70℃；
(5)擠壓成型：將酶化后的原料加入3kg粘合劑、0.4kg膨化劑、2kg催熟劑、1kg煤化劑和2.5kg固體酒精，使用螺旋輸送機(jī)送入平模柱狀擠壓成型機(jī)內(nèi)一次成型，將壓力設(shè)置為1.2mp，調(diào)節(jié)溫度在25℃的條件下，加溫加壓1.5h，得到固體顆粒燃料。其中，粘合劑由生石灰和粘土混合組成，催熟劑由氧化鈣和石灰石制成，膨化劑由發(fā)酵粉、硝酸銨、明礬、小蘇打制成。煤化劑按下列質(zhì)量的各組分進(jìn)行混合制備得到的：硝酸鈉0.5kg、氧化鎂1.5kg、氫氧化鈉1kg、碳酸鈣0.3kg、淀粉1kg、草酸鈉1kg。
實(shí)施例2一種固體燃料的制備
一種固體燃料的制備方法，包括以下步驟：
(1)玉米秸稈處理：將收集好的玉米秸稈通過旋片式振動(dòng)塞去除土壤與雜質(zhì)，送入粉碎機(jī)粉碎，使得玉米秸稈長(zhǎng)度控制在10cm；將80kg粉碎后的玉米秸稈送入對(duì)流式干燥機(jī)進(jìn)行干燥，加入2kg椰殼活性炭，吸附水和化學(xué)元素，控制玉米秸稈含水率在16％以下；
(2)動(dòng)物糞便處理：將25kg動(dòng)物糞便于溫度30℃，濕度為30％以下的環(huán)境中通風(fēng)干燥，并澆注0.5kg煤粉與2kg柏油；
(3)將處理后的玉米秸稈與動(dòng)物糞便用混料機(jī)混合攪拌均勻，并加入2kg燃煤助燃劑；所述燃煤助燃劑的所述各組分的重量百分比為：分散劑10％、催化劑30％、氧化劑30％、乳化劑15％、滲透劑10％，余量為水；制備方法包括：1)將分散劑和催化劑攪拌混合，加入水，制成催化劑溶液；2)將催化劑溶液與氧化劑、乳化劑、滲透劑混合，得到燃煤助燃劑。
(4)催化反應(yīng)：將步驟(3)得到的混合物送入酶化倉(cāng)，加入5kg酶催化劑和活細(xì)胞催化劑酶化，并設(shè)定酶化溫度為70℃；
(5)擠壓成型：將酶化后的原料加入5kg粘合劑、0.6kg膨化劑、4kg催熟劑、2kg煤化劑和3kg固體酒精，使用螺旋輸送機(jī)送入平模柱狀擠壓成型機(jī)內(nèi)一次成型，將壓力設(shè)置為1.7mp，調(diào)節(jié)溫度在35℃的條件下，加溫加壓2.0h，得到固體顆粒燃料。其中，粘合劑由生石灰和粘土混合組成，催熟劑由氧化鈣和石灰石制成，膨化劑由發(fā)酵粉、硝酸銨、明礬、小蘇打制成。煤化劑按下列質(zhì)量的各組分進(jìn)行混合制備得到的：硝酸鈉0.7kg、氧化鎂2.5kg、氫氧化鈉1.5kg、碳酸鈣0.7kg、淀粉3kg、草酸鈉1.5kg。
實(shí)施例3一種固體燃料的制備
一種固體燃料的制備方法，包括以下步驟：
(1)玉米秸稈處理：將收集好的玉米秸稈通過旋片式振動(dòng)塞去除土壤與雜質(zhì)，送入粉碎機(jī)粉碎，使得玉米秸稈長(zhǎng)度控制在8cm；將70kg粉碎后的玉米秸稈送入對(duì)流式干燥機(jī)進(jìn)行干燥，加入1.75kg椰殼活性炭，吸附水和化學(xué)元素，控制玉米秸稈含水率在16％以下；
(2)動(dòng)物糞便處理：將22.5kg動(dòng)物糞便于溫度27.5℃，濕度為30％以下的環(huán)境中通風(fēng)干燥，并澆注0.4kg煤粉與1.5kg柏油；
(3)將處理后的玉米秸稈與動(dòng)物糞便用混料機(jī)混合攪拌均勻，并加入2.5kg燃煤助燃劑；所述燃煤助燃劑的所述各組分的重量百分比為：分散劑12％、催化劑40％、氧化劑30％、乳化劑10％、滲透劑5％，余量為水；制備方法包括：1)將分散劑和催化劑攪拌混合，加入水，制成催化劑溶液；2)將催化劑溶液與氧化劑、乳化劑、滲透劑混合，得到燃煤助燃劑。
(4)催化反應(yīng)：將步驟(3)得到的混合物送入酶化倉(cāng)，加入4kg酶催化劑和活細(xì)胞催化劑酶化，并設(shè)定酶化溫度為60℃；
(5)擠壓成型：將酶化后的原料加入4kg粘合劑、0.5kg膨化劑、3kg催熟劑、1.5kg煤化劑和2.75kg固體酒精，使用螺旋輸送機(jī)送入平模柱狀擠壓成型機(jī)內(nèi)一次成型，將壓力設(shè)置為1.4mp，調(diào)節(jié)溫度在30℃的條件下，加溫加壓1.7h，得到固體顆粒燃料。其中，粘合劑由生石灰和粘土混合組成，催熟劑由氧化鈣和石灰石制成，膨化劑由發(fā)酵粉、硝酸銨、明礬、小蘇打制成。煤化劑按下列質(zhì)量的各組分進(jìn)行混合制備得到的：硝酸鈉0.6kg、氧化鎂2kg、氫氧化鈉1.25kg、碳酸鈣0.5kg、淀粉2kg、草酸鈉1.25kg。
對(duì)上述實(shí)施例1-3生產(chǎn)的固體顆粒染料的感官要求和理化指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明：色澤為灰褐色或黃褐色，組織形態(tài)為小棒狀固體顆粒燃料，水分≤14％，灰份6％-14％，密度0.7-1.3g/cm3。
顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定，對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)，這里無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。