一种农作物废秸秆资源化方法
【专利摘要】本发明公开了一种农作物废秸秆资源化方法：包括如下步骤：(1)秸秆的粉碎，将秸秆切成长度为3-15cm，进行蒸汽爆破，条件为0.2-2.0MPa，维压时间为0.5-1min的条件下汽爆处理；(2)发酵，汽爆处理后进行固态发酵条，发酵件为：加入氨水、蛋白胨、麸皮，花生末，调节C/N为20-30(摩尔比)，然后接入沼气池中的活性淤泥；发酵温度为20-55℃，发酵周期为10-20天；产生可燃气体；(3)将发酵后的废渣挤压除去部分水分，与未发酵的粉碎秸秆、磷酸和氯化钾混合；干燥至水份≤10％，然后挤压成型、炭化、蒸汽活化，冷却后粉碎获得活性炭；挤压成型的原料中：发酵后的废渣为90-95％；未发酵的粉碎秸秆为5-10％；磷酸或氯化钾1-5％；余量为水；所述的秸秆为小麦、水稻、玉米、大豆等农作物秸秆。
【专利说明】一种农作物废秸秆资源化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种农作物废秸杆资源化方法。
【背景技术】
[0002]我国是一个农业大国，广大农村每到收获季节，都会产生大量的植物秸杆。由于农村的大部分青状年人全部进城打工，劳动力缺乏，植物秸杆回收工作量大，回收的秸杆再利用价值低，只好直接在田间焚烧。由于焚烧秸杆造成的烟雾，使飞机不能降落，高速公路事故频发，空气严重污染，造成呼吸道疾病急增。为了禁烧秸杆，各级政府每年都花费了大量精力严查焚烧。国家每年都投入大量资金，推广秸杆气化和秸杆沼气技术。
[0003]利用农作物秸杆生产沼气的现有技术很多，例如中国专利号“200810141177.8”公开了一种利用秸杆干式发酵生产沼气的工艺，
【公开日】为2009年01月07日，其步骤是:一、用粉碎机将秸杆粉碎至2-8mm，二、将秸杆碎料经输送机送至预处理池，并在预处理池内加入40-53°C的热水和秸杆发酵剂进行预处理，预处理池的秸杆碎料和厌氧消化器回流的沼液，按2: 1的比例混合，搅拌后秸杆料液含固率为20-35%;三、用污泥泵把秸杆料液等量地输送于厌氧消化器顶部，发酵温度为40-53°C ;四、发酵产生的沼气，经气液分离、净化提纯为清洁燃料。
[0004]目前，我国农业环境污染越来越严重，严重威胁人类的健康。一是农作物秸杆、稻谷加工后的谷壳被大量焚烧，尽管国家有关部门多次下文禁止焚烧秸杆、谷壳，但由于农村的秸杆、谷壳用途有限，故累禁不止，每年仍然有大量的秸杆、谷壳被焚烧，严重污染了大气环境。二是未经处理的禽畜粪便任意排入江河湖泊，造成水质污浊，生化需氧量(B0D)负荷增加，威胁鱼类、贝类和藻类的生存；同时，农业废弃物污染灌溉用水，使水中的氨氮和蛋白氮含量过高，地下蓄水层中产生过量的硝酸盐，危害作物生长，并孳生大量苍蝇和其他害虫，严重危害人类健康。三是我国种植业由于多少年来过量使用化肥和农药，导致土壤板结、地力下降、病虫害猖獗、农业环境受到污染。如何综合利用秸杆、谷壳、禽畜粪便，变废为宝，是当前肥料制造业和环保业共同关注的难题。近年来，一些肥料生产企业开始利用秸杆、稻谷开发有机肥，这类肥料施用后，大量的有机质既可以有效改良土壤，避免农民过度使用化肥而导致土壤板结，又可以改善农业环境污染。
[0005]有限的石油资源是不能盛负的日益增加的机动车辆的需要。随着机械化的强劲增力口。不久的将来，地球有限的石油资源将被耗尽。可是，石油不仅担负供给机动车辆的燃油。而且还要承担不及代替的广泛的化工原料及60亿以上人的穿衣等等。现在已经出现原油告急信号，燃油价格已经高出比人们想象的价位，而且已经超出食用油价格许多。这就预示着依赖石油和储存并不丰富的天然气依靠付出昂贵的外汇进口为机动车辆和取暖、做饭的主要燃料急需开发新的能源迫在眉睫。农民将收割后的庄稼秸杆都用火白白的烧毁。不但降低农民收入，而且造成严重环境污染，由于浓烟有时给高速公路造成严重事故和关闭、飞机无法起降，烧过的秸杆灰在有风吹刮的天气时，给居民和行人及在农田作业的农民均造成极大痛苦。造成环境污染。还浪费了资源。
[0006]根据用途不同，可分别用木、竹、果壳、兽骨、泥煤、褐煤等作为制造活性炭的原料。通常，把木屑、木炭作为主要原料，每吨活性炭需耗用木材4立方米左右，而随着木材资源日趋紧缺，使得活性炭的制造成本不断增加，另外，我国用薯干发酵柠檬酸的厂家每年约产废渣10?12.5万吨，目前尚未有理想的处理方法，造成环境污染。。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提出一种农作物废秸杆资源化方法。
[0008]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0009]一种农作物废秸杆资源化方法:其特征在于包括如下步骤:
[0010](I)、秸杆的粉碎，将秸杆切成长度为3-15cm，进行蒸汽爆破，条件为0.2-2.0MPa,维压时间为0.5-lmin的条件下汽爆处理；
[0011](2)、发酵，汽爆处理后进行固态发酵条，发酵件为:加入氨水、蛋白胨、麸皮，花生末，调节C/N为20-30 (摩尔比)，然后接入沼气池中的活性淤泥；发酵温度为20-55 °C，发酵周期为10-20天；产生可燃气体；
[0012](3)、将发酵后的废渣挤压除去部分水分，与未发酵的粉碎秸杆、磷酸和氯化钾混合；干燥至水份< 10%，然后挤压成型、炭化、蒸汽活化，冷却后粉碎获得活性炭；
[0013]挤压成型的原料中:发酵后的废渣为90-95% ;未发酵的粉碎秸杆为5-10% ;磷酸或氯化钾1-5% ;余量为水；所述的秸杆为小麦、水稻、玉米、大豆等农作物秸杆。
[0014]炭化步骤中炭化条件为炭化温度控制在600_800°C，时间为30-60分钟。
[0015]蒸汽活化步骤采用固定床式活化炉，将碳化后的原料填入活化炉中，活化温度为400-500°C，进活化炉蒸汽压力为0.2MPa，活化时间20分钟。
[0016]本申请的有益效果为:
[0017]充分利用了农作物秸杆，不产生废物；
[0018]利用气爆技术队秸杆进行预处理，使秸杆纤维结构发生部分分解，有利于产甲烷菌的生长，产甲烷效率高；
[0019]用分发明方法获得的活性炭吸附效率高，可以用于医药、环保等领域。
【具体实施方式】
[0020]实施例1
[0021](I)、秸杆的粉碎，将秸杆切成长度为3cm，进行蒸汽爆破，条件为2.0MPa，维压时间为Imin的条件下汽爆处理；
[0022](2)、发酵，汽爆处理后进行固态发酵条，发酵件为:加入氨水、蛋白胨、麸皮，花生末，调节C/N为30 (摩尔比)，然后接入沼气池中的活性淤泥，接种量为秸杆重量的20%;发酵温度为55°C，发酵周期为10天，固液比为1: 3-1: 6;产生可燃气体；
[0023](3)、将发酵后的废渣挤压除去部分水分，与未发酵的粉碎秸杆、磷酸和氯化钾混合；干燥至水份4%，然后挤压成型、炭化、蒸汽活化，冷却后粉碎获得活性炭；
[0024]挤压成型的原料中:发酵后的废渣为90% ;未发酵的粉碎秸杆为5% ;磷酸或氯化钾1% ;所述的秸杆为小麦秸杆。
[0025]2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:炭化步骤中炭化条件为炭化温度控制在800°C，时间为60分钟。活化温度为500°C，进活化炉蒸汽压力为0.2MPa，活化时间20分钟。
[0026]实施例2
[0027](I)、秸杆的粉碎，将秸杆切成长度为15cm，进行蒸汽爆破，条件为2.0MPa,维压时间为Imin的条件下汽爆处理；
[0028](2)、发酵，汽爆处理后进行固态发酵条，发酵件为:加入氨水、蛋白胨、麸皮，花生末，调节C/N为20 (摩尔比)，然后接入沼气池中的活性淤泥，接种量为秸杆重量的30%;发酵温度为20°C，发酵周期为20天，产生可燃气体；
[0029](3)、将发酵后的废渣挤压除去部分水分，与未发酵的粉碎秸杆、磷酸和氯化钾混合；干燥至水份5%，然后挤压成型、炭化、蒸汽活化，冷却后粉碎获得活性炭；挤压成型的原料中:发酵后的废渣为90% ;未发酵的粉碎秸杆为5% ;磷酸或氯化钾1% ;余量为水；所述的秸杆为玉米秸杆。炭化步骤中炭化条件为炭化温度控制在600°C，时间为60分钟。活化温度为400°C，进活化炉蒸汽压力为0.2MPa，活化时间20分钟。
[0030]实施例3
[0031](I)、秸杆的粉碎，将秸杆切成长度为10cm，进行蒸汽爆破，条件为2.0MPa,维压时间为Imin的条件下汽爆处理；
[0032](2)、发酵，汽爆处理后进行固态发酵条，发酵件为:加入氨水、蛋白胨、麸皮，花生末，调节C/N为25 (摩尔比)，然后接入沼气池中的活性淤泥；发酵温度为37°C，发酵周期为15天；产生可燃气体；
[0033](3)、将发酵后的废渣挤压除去部分水分，与未发酵的粉碎秸杆、磷酸和氯化钾混合；干燥至水份1%，然后挤压成型、炭化、蒸汽活化，冷却后粉碎获得活性炭；挤压成型的原料中:发酵后的废渣为90% ;未发酵的粉碎秸杆为6% ;磷酸或氯化钾4% ;余量为水；所述的秸杆为大豆农作物秸杆。炭化步骤中炭化条件为炭化温度控制在800°C，时间为360分钟。蒸汽活化步骤采用固定床式活化炉，将碳化后的原料填入火化炉中，活化温度为500°C，进活化炉蒸汽压力为0.2MPa，活化时间20分钟。
[0034]实施例4
[0035](I)、秸杆的粉碎，将秸杆切成长度为12cm，进行蒸汽爆破，条件为2.0MPa,维压时间为0.5min的条件下汽爆处理；
[0036](2)、发酵，汽爆处理后进行固态发酵条，发酵件为:加入氨水、蛋白胨、麸皮，花生末，调节C/N为25 (摩尔比)，然后接入沼气池中的活性淤泥；发酵温度为37°C，发酵周期为15天；产生可燃气体；
[0037](3)、将发酵后的废渣挤压除去部分水分，与未发酵的粉碎秸杆、磷酸和氯化钾混合；干燥至水份1%，然后挤压成型、炭化、蒸汽活化，冷却后粉碎获得活性炭；挤压成型的原料中:发酵后的废渣为90% ;未发酵的粉碎秸杆为6% ;磷酸或氯化钾4% ;余量为水；所述的秸杆为水稻农作物秸杆。炭化步骤中炭化条件为炭化温度控制在800°C，时间为360分钟。蒸汽活化步骤采用固定床式活化炉，将碳化后的原料填入火化炉中，活化温度为500°C，进活化炉蒸汽压力为0.2MPa，活化时间20分钟。
【权利要求】
1.一种农作物废秸杆资源化方法:其特征在于包括如下步骤: (1)、秸杆的粉碎，将秸杆切成长度为3-15cm，进行蒸汽爆破，条件为0.2-2.0MPa，维压时间为0.5-lmin的条件下汽爆处理； (2)、发酵，汽爆处理后进行固态发酵条，发酵件为:加入氨水、蛋白胨、麸皮，花生末，调节C/N为20-30 (摩尔比)，然后接入沼气池中的活性淤泥；发酵温度为20-55°C，发酵周期为10-20天；产生可燃气体； (3)、将发酵后的废渣挤压除去部分水分，与未发酵的粉碎秸杆、磷酸和氯化钾混合；干燥至水份< 10%，然后挤压成型、炭化、蒸汽活化，冷却后粉碎获得活性炭； 挤压成型的原料中:发酵后的废渣为90-95% ;未发酵的粉碎秸杆为5-10% ;磷酸或氯化钾1-5% ;余量为水；所述的秸杆为小麦、水稻、玉米、大豆等农作物秸杆。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:炭化步骤中炭化条件为炭化温度控制在600-800°C，时间为 30-60 分钟。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:蒸汽活化步骤采用固定床式活化炉，将碳化后的原料填入活化炉中，活化温度为400-500°C，进活化炉蒸汽压力为0.2MPa，活化时间20分钟。
【文档编号】C02F11/04GK104445187SQ201410614705
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月4日 优先权日:2014年11月4日
【发明者】华文蔚 申请人:华文蔚