本發(fā)明涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種制備腐植酸粘結(jié)劑的方法及其在型煤生產(chǎn)中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
發(fā)展型煤技術(shù)不僅可以緩解粉煤過量塊煤供不應(yīng)求的局面，同樣也可減少粉煤和塊煤直接利用時對環(huán)境造成的危害，這對我國建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會具有重要意義。型煤粘結(jié)劑是型煤的關(guān)鍵技術(shù)，也是影響型煤最終質(zhì)量的重要保證，長久以來一直是制約型煤發(fā)展的瓶頸。型煤粘結(jié)劑種類繁多，從廣義上來看，可分為有機(jī)類粘結(jié)劑、無機(jī)類粘結(jié)劑和復(fù)合類粘結(jié)劑三大類。腐植酸粘結(jié)劑對煤親和作用強(qiáng)，能很好地潤濕煤的表面。由于腐植酸本身具有膠體性質(zhì)，所制備的型煤機(jī)械強(qiáng)度較高，灰分也相對較低。
利用微生物發(fā)酵農(nóng)業(yè)廢棄物，過程中會產(chǎn)生腐殖酸。目前全國農(nóng)作物秸稈理論資源量超過了10億噸，其中玉米秸稈所占比例最大，約占總量的32%。秸稈資源具有可再生性和清潔性，自然界中儲量大，并且每年都在不斷積累，為人類社會可持續(xù)發(fā)展提供了資源保障。采用農(nóng)業(yè)廢棄物作粘結(jié)劑，不產(chǎn)生二次污染，而且價格低廉，隨處可得，適宜大規(guī)模推廣使用，受到許多學(xué)者的關(guān)注。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用玉米秸稈制備腐植酸粘結(jié)劑的方法及其在型煤生產(chǎn)中的應(yīng)用，通過微生物方法發(fā)酵玉米秸稈，制備腐殖酸粘結(jié)劑，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)固廢循環(huán)再利用。
本發(fā)明的技術(shù)方案：
一種制備腐植酸粘結(jié)劑的方法及其在型煤生產(chǎn)中的應(yīng)用，包括以下步驟：
1)將玉米秸稈粉碎至粒徑為100目的秸稈碎末；
2)向玉米秸稈中加入牛糞，制成發(fā)酵底物；
3)向發(fā)酵底物中噴入秸稈高效降解復(fù)合菌劑，發(fā)酵處理10-15天得到發(fā)酵產(chǎn)物；
4)取發(fā)酵產(chǎn)物100 g，加入100 ml去離子水以及適量的復(fù)合堿，置于沸水浴中攪拌反應(yīng)30-60 min，其中復(fù)合堿占發(fā)酵底物質(zhì)量的2%-5%；
5）待反應(yīng)結(jié)束后，將發(fā)酵產(chǎn)物與液體部分過濾分離，將富含腐植酸的液體部分濃縮烘干，控制水分含量為75%，即得到腐殖酸粘結(jié)劑；
6）將玉米秸稈發(fā)酵產(chǎn)物充分洗滌，烘干保存，用作型煤生物質(zhì)添加劑；
7）將上述腐殖酸粘結(jié)劑、生物質(zhì)添加劑與煤矸石及煤粉混合物混合，其質(zhì)量比為1:1:9-12；
8）將以上混合物，利用加壓成型機(jī)在壓力3-5 MPa下加壓5-10 s成型，冷卻即得到生物質(zhì)型煤產(chǎn)品。
所述秸稈降解復(fù)合菌劑，由I號菌劑和II號菌劑混合組成，I號菌劑由黃孢原毛平革菌、芽孢桿菌和鏈霉菌中的一種或兩種以上任意比例的混合物組成，II號菌劑由木霉、青霉、曲霉和放線菌中的一種或兩種以上任意比例的混合物組成，在I號菌劑和II號菌劑混合物中，I號菌劑所占質(zhì)量百分比為50-70%，II號菌劑為余量。
所述秸稈降解復(fù)合菌劑與發(fā)酵底物的質(zhì)量比為1:3-7，其中復(fù)合菌劑的菌落濃度為1×107 - 7×108cfu/ml。
所述復(fù)合堿為碳酸鈉與氫氧化鈉粉末的混合物，其質(zhì)量比為1:3-9。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是：
1.本發(fā)明采用微生物菌劑協(xié)同發(fā)酵降解作物秸稈，不同微生物在降解中互補(bǔ)性強(qiáng)，在代謝中使底物得到充分降解，所產(chǎn)生的糖類物質(zhì)以及果膠等物質(zhì)具有粘結(jié)作用；另外，極大地促進(jìn)了腐植酸的產(chǎn)生。
2.本發(fā)明所制備的腐植酸粘結(jié)劑對煤親和作用強(qiáng)，能較好地潤濕煤的表面。由于腐植酸本身具有膠體性質(zhì)，所制備的型煤機(jī)械強(qiáng)度較高，灰分也相對較低。
3.本發(fā)明所需設(shè)備簡單，工藝簡便，實(shí)現(xiàn)了秸稈資源的高效利用，解決了農(nóng)作物秸稈難于降解、再利用的難題，具有極其深遠(yuǎn)的社會意義和經(jīng)濟(jì)價值。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明通過以下實(shí)施例進(jìn)一步詳述，但本實(shí)施例所敘述的技術(shù)內(nèi)容是說明性的，而不是限定性的，不應(yīng)依此來局限本發(fā)明的保護(hù)范圍。
以下實(shí)施例所涉及的I號菌劑中的黃孢原毛平革菌、芽孢桿菌和鏈霉菌、II號菌劑中的木霉、青霉、曲霉和放線菌的生產(chǎn)廠家為天津工業(yè)微生物研究所。
實(shí)施例1：
一種制備腐植酸粘結(jié)劑的方法及其在型煤生產(chǎn)中的應(yīng)用，包括以下步驟：
1)將玉米秸稈粉碎至粒徑為100目的秸稈碎末；
2)向玉米秸稈中加入牛糞，制成發(fā)酵底物；
3)向發(fā)酵底物中噴入秸稈高效降解復(fù)合菌劑，發(fā)酵處理10天得到發(fā)酵產(chǎn)物；
4)取發(fā)酵產(chǎn)物100 g，加入100 ml去離子水以及適量的復(fù)合堿，置于沸水浴中攪拌反應(yīng)30 min，其中復(fù)合堿占發(fā)酵底物質(zhì)量的5%；
5）待反應(yīng)結(jié)束后，將發(fā)酵產(chǎn)物與液體部分過濾分離，將富含腐植酸的液體部分濃縮烘干，控制水分含量為75%，即得到腐殖酸粘結(jié)劑；
6）將玉米秸稈發(fā)酵產(chǎn)物充分洗滌，烘干保存，用作型煤生物質(zhì)添加劑；
7）將上述腐殖酸粘結(jié)劑、生物質(zhì)添加劑與煤矸石及煤粉混合物混合，其質(zhì)量比為1:1:9；
8）將以上混合物，利用加壓成型機(jī)在壓力3 MPa下加壓10 s成型，冷卻即得到生物質(zhì)型煤產(chǎn)品。
所述秸稈降解復(fù)合菌劑，由I號菌劑和II號菌劑混合組成，I號菌劑由黃孢原毛平革菌、芽孢桿菌和鏈霉菌中的一種或兩種以上任意比例的混合物組成，II號菌劑由木霉、青霉、曲霉和放線菌中的一種或兩種以上任意比例的混合物組成，在I號菌劑和II號菌劑混合物中，I號菌劑所占質(zhì)量百分比為50%，II號菌劑為余量。
所述秸稈降解復(fù)合菌劑與發(fā)酵底物的質(zhì)量比為1:3，其中復(fù)合菌劑的菌落濃度為1×107 cfu/ml。
所述復(fù)合堿為碳酸鈉與氫氧化鈉粉末的混合物，其質(zhì)量比為1:3。
實(shí)施例2：
一種制備腐植酸粘結(jié)劑的方法及其在型煤生產(chǎn)中的應(yīng)用，包括以下步驟：
1)將玉米秸稈粉碎至粒徑為100目的秸稈碎末；
2)向玉米秸稈中加入牛糞，制成發(fā)酵底物；
3)向發(fā)酵底物中噴入秸稈高效降解復(fù)合菌劑，發(fā)酵處理15天得到發(fā)酵產(chǎn)物；
4)取發(fā)酵產(chǎn)物100 g，加入100 ml去離子水以及適量的復(fù)合堿，置于沸水浴中攪拌反應(yīng)60 min，其中復(fù)合堿占發(fā)酵底物質(zhì)量的2%；
5）待反應(yīng)結(jié)束后，將發(fā)酵產(chǎn)物與液體部分過濾分離，將富含腐植酸的液體部分濃縮烘干，控制水分含量為75%，即得到腐殖酸粘結(jié)劑；
6）將玉米秸稈發(fā)酵產(chǎn)物充分洗滌，烘干保存，用作型煤生物質(zhì)添加劑；
7）將上述腐殖酸粘結(jié)劑、生物質(zhì)添加劑與煤矸石及煤粉混合物混合，其質(zhì)量比為1:1:10；
8）將以上混合物，利用加壓成型機(jī)在壓力5 MPa下加壓5 s成型，冷卻即得到生物質(zhì)型煤產(chǎn)品。
所述秸稈降解復(fù)合菌劑，由I號菌劑和II號菌劑混合組成，I號菌劑由黃孢原毛平革菌、芽孢桿菌和鏈霉菌中的一種或兩種以上任意比例的混合物組成，II號菌劑由木霉、青霉、曲霉和放線菌中的一種或兩種以上任意比例的混合物組成，在I號菌劑和II號菌劑混合物中，I號菌劑所占質(zhì)量百分比為70%，II號菌劑為余量。
所述秸稈降解復(fù)合菌劑與發(fā)酵底物的質(zhì)量比為1:5，其中復(fù)合菌劑的菌落濃度為7×108cfu/ml。
所述復(fù)合堿為碳酸鈉與氫氧化鈉粉末的混合物，其質(zhì)量比為1:9。
實(shí)施例3：
一種制備腐植酸粘結(jié)劑的方法及其在型煤生產(chǎn)中的應(yīng)用，包括以下步驟：
1)將玉米秸稈粉碎至粒徑為100目的秸稈碎末；
2)向玉米秸稈中加入牛糞，制成發(fā)酵底物；
3)向發(fā)酵底物中噴入秸稈高效降解復(fù)合菌劑，發(fā)酵處理15天得到發(fā)酵產(chǎn)物；
4)取發(fā)酵產(chǎn)物100 g，加入100 ml去離子水以及適量的復(fù)合堿，置于沸水浴中攪拌反應(yīng)60 min，其中復(fù)合堿占發(fā)酵底物質(zhì)量的5%；
5）待反應(yīng)結(jié)束后，將發(fā)酵產(chǎn)物與液體部分過濾分離，將富含腐植酸的液體部分濃縮烘干，控制水分含量為75%，即得到腐殖酸粘結(jié)劑；
6）將玉米秸稈發(fā)酵產(chǎn)物充分洗滌，烘干保存，用作型煤生物質(zhì)添加劑；
7）將上述腐殖酸粘結(jié)劑、生物質(zhì)添加劑與煤矸石及煤粉混合物混合，其質(zhì)量比為1:1:12；
8）將以上混合物，利用加壓成型機(jī)在壓力5 MPa下加壓10 s成型，冷卻即得到生物質(zhì)型煤產(chǎn)品。
所述秸稈降解復(fù)合菌劑，由I號菌劑和II號菌劑混合組成，I號菌劑由黃孢原毛平革菌、芽孢桿菌和鏈霉菌中的一種或兩種以上任意比例的混合物組成，II號菌劑由木霉、青霉、曲霉和放線菌中的一種或兩種以上任意比例的混合物組成，在I號菌劑和II號菌劑混合物中，I號菌劑所占質(zhì)量百分比為50%，II號菌劑為余量。
所述秸稈降解復(fù)合菌劑與發(fā)酵底物的質(zhì)量比為1:7，其中復(fù)合菌劑的菌落濃度為7×108cfu/ml。
所述復(fù)合堿為碳酸鈉與氫氧化鈉粉末的混合物，其質(zhì)量比為1:9。