本發(fā)明涉及生物質(zhì)燃料
技術(shù)領(lǐng)域：
。更具體地說，本發(fā)明涉及一種綠色固體生物質(zhì)燃料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物種植生態(tài)區(qū)多樣復(fù)雜。在農(nóng)產(chǎn)品加工過程中要產(chǎn)生廢棄物，如玉米秸稈、稻殼、玉米芯、花生殼、甘蔗渣和棉籽殼等，這些廢棄物相對集中，容易收集處理，可作為生物質(zhì)燃料使用，也可作為農(nóng)業(yè)傳統(tǒng)的生活用能。進(jìn)入21世紀(jì)以來，能源和環(huán)境問題一直是當(dāng)今世界各國都面臨的關(guān)系到國家經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的中心議題。為了緩解和逐步解決這個(gè)問題，世界各國都在積極開發(fā)可再生新能源。我國生物質(zhì)產(chǎn)生數(shù)量巨大，秸稈類生物質(zhì)、農(nóng)林木材廢棄物等每年浪費(fèi)嚴(yán)重，塑料廢棄物每年產(chǎn)生量超過1200萬噸，城市中有機(jī)固體廢棄物的數(shù)量逐年劇增，但它們分布較為分散，能量密度小，運(yùn)輸、處理都很困難，且成本高。有機(jī)固廢主要由碳、氫元素組成，具有較高的能源利用價(jià)值，但我國每年因?yàn)檫@些生物質(zhì)沒有被充利用所帶來的能源浪費(fèi)、環(huán)境污染和社會(huì)問題日益突出。目前，由于生物質(zhì)原料種類眾多，各類間物理化學(xué)特性差別很大，有的易于燃燒，但是燃燒不持久，有的不易于燃燒，但是燃燒持久，且燃燒熱高，有的膠黏性高，但不適宜燃燒。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種綠色固體生物質(zhì)燃料的制備方法，其能夠合理的將各類物理化學(xué)特性差別很大的生物質(zhì)燃料混合壓縮，制備成適宜燃燒，且燃燒熱量高的綠色綠色固體生物質(zhì)燃料。為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種綠色固體生物質(zhì)燃料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一、將水稻秸稈碾壓之后烘干至含水量低于15％；步驟二、將新鮮玉米秸稈粉碎至長度小于5cm，備用；步驟三、將藍(lán)藻與藍(lán)藻水分離至藍(lán)藻含水量低于15％，備用；步驟四、將新鮮塘泥和粉碎的新鮮玉米秸稈按照體積比為1∶4-6的比例混合均勻，在不低于45℃的溫度下密封發(fā)酵20-30h獲得一級發(fā)酵產(chǎn)物；步驟五、將所述一級發(fā)酵產(chǎn)物與藍(lán)藻按照體積比為12-15∶1的比例混合均勻，在密閉環(huán)境下邊攪拌邊通入二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)至少24h，獲得二級發(fā)酵產(chǎn)物；步驟六、將所述二級發(fā)酵產(chǎn)物與碾壓烘干后的水稻秸稈交替逐層鋪設(shè)制備三級發(fā)酵物料，其中所述二級發(fā)酵產(chǎn)物與碾壓烘干后的水稻秸稈的鋪設(shè)厚度比例為3-5∶1，鋪設(shè)的三級發(fā)酵物料厚度為0.4-0.6m時(shí)，淋入一次藍(lán)藻水，藍(lán)藻水的淋入量為占鋪設(shè)的三級發(fā)酵物料的體積的5-10％；重復(fù)鋪設(shè)3-4層三級發(fā)酵物料，之后，在不低于40℃的溫度下密封發(fā)酵10-20h獲得三級發(fā)酵產(chǎn)物；步驟六、將三級發(fā)酵產(chǎn)物自上向下整體切割并直接壓縮成壓縮料；以及步驟七、將壓縮料切割成邊長為5-10cm的壓縮料，之后，將壓縮料烘干至含水量低于15％獲得成品固體生物燃料。優(yōu)選的是，步驟一中將水稻秸稈碾壓之后烘干至含水量低于10％。優(yōu)選的是，步驟二中將新鮮玉米秸稈粉碎至長度小于3cm，備用。優(yōu)選的是，步驟三中將藍(lán)藻與藍(lán)藻水分離至藍(lán)藻含水量低于11％，備用。優(yōu)選的是，步驟四中將新鮮塘泥和粉碎的新鮮玉米秸稈按照體積比為1∶6的比例混合均勻，在不低于50℃的溫度下密封發(fā)酵26h獲得一級發(fā)酵產(chǎn)物。優(yōu)選的是，所述步驟五中將所述一級發(fā)酵產(chǎn)物與藍(lán)藻按照體積比為12-15∶1的比例混合均勻，在密閉環(huán)境下邊攪拌邊通入二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)至少24h，獲得二級發(fā)酵產(chǎn)物。優(yōu)選的是，所述步驟六中將所述二級發(fā)酵產(chǎn)物與碾壓烘干后的水稻秸稈交替逐層鋪設(shè)制備三級發(fā)酵物料，其中所述二級發(fā)酵產(chǎn)物與碾壓烘干后的水稻秸稈的鋪設(shè)厚度比例為3-5∶1，鋪設(shè)的三級發(fā)酵物料厚度為0.4-0.6m時(shí)，淋入一次藍(lán)藻水。優(yōu)選的是，藍(lán)藻水的淋入量為占鋪設(shè)的三級發(fā)酵物料的體積的8％；重復(fù)鋪設(shè)4層三級發(fā)酵物料，之后，在不低于40℃的溫度下密封發(fā)酵15h獲得三級發(fā)酵產(chǎn)物。優(yōu)選的是，所述步驟七中將壓縮料切割成邊長為5-10cm的壓縮料，之后，將壓縮料烘干至含水量低于15％獲得成品固體生物燃料。一種應(yīng)用制備方法制備的綠色固體生物質(zhì)燃料。本發(fā)明至少包括以下有益效果：本發(fā)明利用生物質(zhì)中的水稻秸稈、新鮮玉米秸稈和藍(lán)藻進(jìn)行分步驟的發(fā)酵與混合，其中，步驟一中，將水稻秸稈碾壓和烘干處理，目的在于為后期壓縮物料提供網(wǎng)絡(luò)連接，避免物料在長期保存和運(yùn)輸過程中松散，造成浪費(fèi)，并且，水稻秸稈相對其他生物質(zhì)燃料易燃，其在壓縮物料中貫穿設(shè)置，以提高生物質(zhì)燃料的燃燒效率，更快釋放生物質(zhì)燃料中的燃燒熱；步驟四中，將新鮮塘泥和粉碎的新鮮玉米秸稈混合均勻制備一級發(fā)酵產(chǎn)物，一個(gè)目的在于利用含水量超過50％的新鮮塘泥中的微生物將新鮮玉米秸稈中的緊致的纖維素進(jìn)行分離，便于后期的壓縮成型，提高生物質(zhì)燃料的燃燒效率；另一個(gè)目的在于，促進(jìn)新鮮塘泥中的有害氣體進(jìn)行的散出，減少生物質(zhì)燃料燃燒中排放有害氣體；步驟五中，藍(lán)藻是原核生物，又叫藍(lán)綠藻藍(lán)細(xì)菌；大多數(shù)藍(lán)藻的細(xì)胞壁外面有膠質(zhì)衣，又叫粘藻。將藍(lán)藻與一級發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行混合發(fā)酵，以增大二級發(fā)酵產(chǎn)物中藻類的含量，一方面提高生物質(zhì)燃料中藍(lán)藻的含量，提高生物燃料的致密性，另一方面藍(lán)藻生物量的增加提高了生物質(zhì)燃料內(nèi)部的膠黏性，不需要再額外添加其他膠質(zhì)物料即可以滿足生物質(zhì)燃料的后期壓縮成型，膠黏度高，不易松散，且后期燃燒不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)。綜上所述，本發(fā)明方法充分利用生物質(zhì)本身性質(zhì)，將玉米秸稈、水稻秸稈和藍(lán)藻充分混合發(fā)酵，并且應(yīng)用新鮮塘泥和藍(lán)藻作為生物膠黏劑，保證生物質(zhì)燃料由純綠色無污染原料制備而成，不僅有助于消除塘泥和藍(lán)藻對環(huán)境的危害，還將各生物質(zhì)的性能充分發(fā)揮出來，提供一種高性能的綠色固體生物質(zhì)燃料。本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。本發(fā)明提供一種綠色固體生物質(zhì)燃料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一、將水稻秸稈碾壓之后烘干至含水量低于15％；步驟二、將新鮮玉米秸稈粉碎至長度小于5cm，備用；步驟三、將藍(lán)藻與藍(lán)藻水分離至藍(lán)藻含水量低于15％，備用；步驟四、將新鮮塘泥和粉碎的新鮮玉米秸稈按照體積比為1∶4-6的比例混合均勻，在不低于45℃的溫度下密封發(fā)酵20-30h獲得一級發(fā)酵產(chǎn)物；步驟五、將所述一級發(fā)酵產(chǎn)物與藍(lán)藻按照體積比為12-15∶1的比例混合均勻，在密閉環(huán)境下邊攪拌邊通入二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)至少24h，獲得二級發(fā)酵產(chǎn)物；步驟六、將所述二級發(fā)酵產(chǎn)物與碾壓烘干后的水稻秸稈交替逐層鋪設(shè)制備三級發(fā)酵物料，其中所述二級發(fā)酵產(chǎn)物與碾壓烘干后的水稻秸稈的鋪設(shè)厚度比例為3-5∶1，鋪設(shè)的三級發(fā)酵物料厚度為0.4-0.6m時(shí)，淋入一次藍(lán)藻水，藍(lán)藻水的淋入量為占鋪設(shè)的三級發(fā)酵物料的體積的5-10％；重復(fù)鋪設(shè)3-4層三級發(fā)酵物料，之后，在不低于40℃的溫度下密封發(fā)酵10-20h獲得三級發(fā)酵產(chǎn)物；步驟六、將三級發(fā)酵產(chǎn)物自上向下整體切割并直接壓縮成壓縮料；以及步驟七、將壓縮料切割成邊長為5-10cm的壓縮料，之后，將壓縮料烘干至含水量低于15％獲得成品固體生物燃料。在上述方案中，利用生物質(zhì)中的水稻秸稈、新鮮玉米秸稈和藍(lán)藻進(jìn)行分步驟的發(fā)酵與混合，其中，步驟一中，將水稻秸稈碾壓和烘干處理，目的在于為后期壓縮物料提供網(wǎng)絡(luò)連接，避免物料在長期保存和運(yùn)輸過程中松散，造成浪費(fèi)，并且，水稻秸稈相對其他生物質(zhì)燃料易燃，其在壓縮物料中貫穿設(shè)置，以提高生物質(zhì)燃料的燃燒效率，更快釋放生物質(zhì)燃料中的燃燒熱；步驟四中，將新鮮塘泥和粉碎的新鮮玉米秸稈混合均勻制備一級發(fā)酵產(chǎn)物，一個(gè)目的在于利用含水量超過50％的新鮮塘泥中的微生物將新鮮玉米秸稈中的緊致的纖維素進(jìn)行分離，便于后期的壓縮成型，提高生物質(zhì)燃料的燃燒效率；另一個(gè)目的在于，促進(jìn)新鮮塘泥中的有害氣體進(jìn)行的散出，減少生物質(zhì)燃料燃燒中排放有害氣體；步驟五中，藍(lán)藻是原核生物，又叫藍(lán)綠藻藍(lán)細(xì)菌；大多數(shù)藍(lán)藻的細(xì)胞壁外面有膠質(zhì)衣，又叫粘藻。將藍(lán)藻與一級發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行混合發(fā)酵，以增大二級發(fā)酵產(chǎn)物中藻類的含量，一方面提高生物質(zhì)燃料中藍(lán)藻的含量，提高生物燃料的致密性，另一方面藍(lán)藻生物量的增加提高了生物質(zhì)燃料內(nèi)部的膠黏性，不需要再額外添加其他膠質(zhì)物料即可以滿足生物質(zhì)燃料的后期壓縮成型，膠黏度高，不易松散，且后期燃燒不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)。一個(gè)優(yōu)選方案中，步驟一中將水稻秸稈碾壓之后烘干至含水量低于10％。一個(gè)優(yōu)選方案中，步驟二中將新鮮玉米秸稈粉碎至長度小于3cm，備用。一個(gè)優(yōu)選方案中，步驟三中將藍(lán)藻與藍(lán)藻水分離至藍(lán)藻含水量低于11％，備用。一個(gè)優(yōu)選方案中，步驟四中將新鮮塘泥和粉碎的新鮮玉米秸稈按照體積比為1∶6的比例混合均勻，在不低于50℃的溫度下密封發(fā)酵26h獲得一級發(fā)酵產(chǎn)物。一個(gè)優(yōu)選方案中，步驟五中將所述一級發(fā)酵產(chǎn)物與碾壓烘干后的水稻秸稈交替逐層鋪設(shè)制備二級發(fā)酵物料，其中所述一級發(fā)酵產(chǎn)物與碾壓烘干后的水稻秸稈的鋪設(shè)厚度比例為5∶1重復(fù)鋪設(shè)4層二級發(fā)酵物料。一個(gè)優(yōu)選方案中，所述步驟五中鋪設(shè)的二級發(fā)酵物料厚度為0.4m時(shí)，淋入一次藍(lán)藻水，藍(lán)藻水的淋入量為占鋪設(shè)的二級發(fā)酵物料的體積的5％。一個(gè)優(yōu)選方案中，在不低于40℃的溫度下密封發(fā)酵15h獲得二級發(fā)酵產(chǎn)物。一個(gè)優(yōu)選方案中，步驟七中將壓縮料切割成邊長為5-6cm的二級壓縮料，之后，二級壓縮料烘干至含水量低于12％獲得成品固體生物燃料。一種應(yīng)用制備方法制備的綠色固體生物質(zhì)燃料。本發(fā)明采用ASTMD514方法測定上述方法制備的綠色固體生物質(zhì)燃料的工業(yè)分析數(shù)值，元素分析采用EA1110，CE儀器方法。通過下列Dulong公式計(jì)算其熱值：LHV＝HHV-600(9H+W)(1)，HHV＝8100C+34000(H-O/8)+2500S(2)。所得性能測試結(jié)果如下表1和表2，可見所得的固體燃料比重大、密度大、高熱值。表1為工業(yè)分析結(jié)果：表2為元素和熱值分析結(jié)果：元素分析Wt％C70-74.8H10.5-12.1O7.9-8.2N0.1S0Cl0熱值KCAL/KGLHV6203.9-6623.6盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的實(shí)施例。當(dāng)前第1頁1 2 3