一种利用发酵的牛粪制作的蜂窝煤及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用发酵的牛粪制作的蜂窝煤以及该蜂窝煤的制备方法。该蜂窝煤由以下重量百分比的组分组成：20%-50%的发酵成熟的牛粪及50%-80%煤粉。该蜂窝煤的制备方法包括：（1）向牛粪中添加一定量的发酵菌及稻壳粉发酵成为发酵成熟的牛粪；（2）混合成型：将发酵成熟的牛粪与煤粉混合、粉碎、再搅拌混合均匀，混匀时可选地加入水，压制成型。本发明提供了一种全新的采用发酵后的牛粪与煤粉混合制备的蜂窝煤，没有臭味，可接受度高，不需要额外加入碎草或秸秆，节省成本并且更易定型，该蜂窝煤的制备时间短，制备过程并不复杂，易于推广。本发明：1）能大大降低养牛场污染问题；2）能解决燃料短缺的问题；3）探索能源利用模式。
【专利说明】一种利用发酵的牛粪制作的蜂窝煤及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种蜂窝煤，尤其是一种利用发酵的牛粪制作的蜂窝煤以及该蜂窝煤的制备方法。【背景技术】
[0002]我国是世界畜牧业生产大国，也是饲养牛最多的国家之一。随着畜牧业生产集约化程度提高，养殖生产过程中产生的大量排泄物和废弃物激增，造成环境污染。而同时，我国又是一个煤资源十分紧张的国家，开发可再生能源一直是一个非常有价值的课题以及努力的方向。据估算，我国畜禽粪便资源总量约26X10t，相当于1.12X10t的标准煤。
[0003]近年来，面对牛粪对环境污染的问题，人们尝试进行牛粪制作肥料以及煤炭的研究。目前，关于牛粪制作煤炭的研究，还停留在直接利用牛粪与煤炭机械混合的阶段，这种方法制作的煤炭，一方面，由于牛粪的含水量高，常常需要额外添加碎草或者秸杆等，这样制作的煤炭燃烧值低且不易成型，或者需要将牛粪缓慢地自然风干，而由于新鲜牛粪含水量高，故风干需时较长，风干过程容易滋生蚊蝇等，污染环境，臭气熏天；另一方面，未经处理的牛粪有难以忍受的臭味，制作的煤炭以及煤炭燃烧过程中也具有难闻的臭味，不易被使用者接受。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种利用发酵的牛粪制作的蜂窝煤，该蜂窝煤没有臭味，容易成型。
[0005]本发明的另一目的是提供一种上述蜂窝煤的制备方法。
[0006]本发明的具体技术方案为:
一种利用发酵的牛粪制作的蜂窝煤，由以下重量百分比的组分组成:20%-50%发酵成熟的牛粪及50%-80%煤粉。
[0007]优选的一种蜂窝煤，由以下重量百分比的组分组成:40%发酵成熟的牛粪以及60%煤粉。
[0008]进一步优选的，上述蜂窝煤中包含的发酵成熟的牛粪是以牛粪为重量百分数计，通过向牛粪中添加0.01%-0.02%的发酵菌、0.5%-1%的稻壳粉，堆积，间隔一定时间翻堆，发酵，直至牛粪颜色为棕黑色、质地松软、无臭味即制得该发酵成熟的牛粪，发酵时间视当时的环境温度而定，通常情况下为15-20天，冬天的发酵时间较长，而夏天的发酵时间较短。
[0009]进一步优选的，上述牛粪为肉牛粪。
[0010]上述蜂窝煤的制备方法包括以下步骤:
(1)发酵:以牛粪为重量百分数计，向牛粪中添加0.01%-0.02%的发酵菌、0.5%-1%的稻壳粉，堆积，间隔一定时间翻堆，发酵至牛粪颜色为棕黑色、质地松软、无臭味即为发酵成熟的牛粪；发酵菌为市售猪、鸡、鸭等畜禽类粪便常用的发酵菌剂；
(2)混合成型:将风干后的牛粪与煤粉混合、粉碎、搅拌混合均匀，压制成型。[0011]优选的，上述制备方法还包括将发酵成熟的牛粪于平地上自然风干，风干时间为5-7天，此时，发酵成熟的牛粪的含水量在30%左右。
[0012]优选的，上述方法的步骤(I)中的发酵时间为15-20天，发酵时间视当时的环境温度而定，冬天的发酵时间较长，而夏天的发酵时间较短，间隔2天翻堆一次，步骤(2)中的煤粉为无烟煤粉，风干后的牛粪与煤粉混合，通过粉碎机粉碎，再利用搅拌机搅拌混合均匀，为了使蜂窝煤更好地定型，在混匀时视情况可选择地加入少量的水，压制成型，再自然风干。
[0013]与牛粪或新鲜牛粪相比，发酵成熟的牛粪没有牛粪本身的臭味，因此，本发明的蜂窝煤不具有传统直接利用牛粪或风干牛粪制备的蜂窝煤的臭味，可接受度高。该发酵成熟后的牛粪较之新鲜牛粪，含水量大幅度降低，仅为35%-40%，因此，可以不经风干，或者经过短时间的风干后，即可用于制备蜂窝煤，不需要长时间风干或者加入碎草或秸杆，并且根据实际情况，为了更好地定型，有时还需要加入少量的水，在定型以后再自然风干让其挥发。
[0014]本发明提供的一种全新的采用发酵后的牛粪与煤粉混合制备的蜂窝煤，没有臭味，可接受度高，不需要额外加入碎草或秸杆，节省成本并且更易定型，与普通的蜂窝煤相t匕，重量更轻，燃烧后释放的CO2和SO2值更低，更加环保，燃值增大，而热值稍有降低，但是热值与牛粪或半干牛粪与煤粉直接混合制作的蜂窝煤相当。该蜂窝煤的制备时间短，制备过程并不复杂，易于推广。
[0015]本发明一方面能解决燃料短缺的问题，提高牛粪资源的利用率，大大降低养牛场污染问题，减少对环境的污染；另一方面将发酵牛粪开发为燃料，不仅养牛厂可进行出售，降低养殖场成本，促进养牛业的发展，还能解决燃料短缺的问题；此外，还可以替代价格昂贵的部分燃煤及减少常规燃煤的用量，提高能源利用结构，成为提高环境能源利用率的一个重要途径，提供一种新的途径将生物质粪便开发成一种新能源，探索能源利用模式。
【具体实施方式】
[0016]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0017]本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0018]实施例1:一种利用发酵的牛粪制作的蜂窝煤
一种利用发酵的牛粪制作的蜂窝煤，由以下重量百分比的组分组成:20%发酵成熟的牛粪以及80%煤粉。
[0019]实施例2:—种利用发酵的牛粪制作的蜂窝煤
一种利用发酵的牛粪制作的蜂窝煤，由以下重量百分比的组分组成:30%发酵成熟的牛粪以及70%煤粉。
[0020]实施例3:—种利用发酵的牛粪制作的蜂窝煤
一种利用发酵的牛粪制作的蜂窝煤，由以下重量百分比的组分组成:40%发酵成熟的肉牛粪和60%煤粉。
[0021]实施例4:一种利用发酵的牛粪制作的蜂窝煤一种利用发酵的牛粪制作的蜂窝煤，由以下重量百分比的组分组成:50%发酵成熟的牛粪以及50%煤粉。
[0022]实施例5:实施例3的蜂窝煤的制备方法 制备方法包括以下步骤:
(O发酵:将收取的肉牛粪用斗车运送至一个高近一米的围墙池子，依靠墙体堆积，以肉牛粪为重量百分数计，添加0.01%的市售“天阳”发酵菌剂(包含有纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶等)、0.5%重量百分比的稻壳粉，堆积成宽约2.0米、高约1.0米的园椎体，每隔2天翻堆一次，发酵时为冬天，环境温度在5-10°C，发酵20天，最后粪便颜色为棕黑色、质地松软、无臭味即为发酵成熟；
(2)风干:将发酵成熟的牛粪在一平地上自然风干，风干时间为5-7天；
(3)混合成型:将风干后的牛粪运送至蜂窝煤厂，取无烟煤粉(发热量约5500大卡)做原煤，将牛粪与原煤用铁锹初步混合，一起通过粉碎机进行粉碎，自动运送到搅拌机搅拌约10分钟，使其充分混合均匀，为更好地使蜂窝煤成型，混匀时加入少量水，运用蜂窝煤成型设备，对混合均匀的牛粪与煤粉进行压制，即得带有发酵后牛粪的成型蜂窝煤。
[0023](4)筛选:对成型蜂窝煤进行初筛选，不合格的蜂窝煤返回设备中再进行压制成型，最后将所有成型的蜂窝煤自然风干即可。
[0024]实施例6:效果比较试验
1.试验对象
本发明实施例1、2、3、4提供的蜂窝煤(分别为A、B、C、D组)以及不添加发酵牛粪而全部利用与实施例1-4中相同的煤粉制作的蜂窝煤(对照组)。
[0025]2、试验指标及方法:
2.1、工业分析指标
采用GB/T212— 2001工业分析方法对蜂窝煤进行工业分析，然后分别按步骤测定其水分，灰分，挥发分，最后利用实验数据计算出固定碳FC的含量。
[0026]2.2、燃烧热指标
将各组的蜂窝煤破碎、研磨成直径为IOmm质量Ig左右，运用GR3500型氧弹式热量仪测定热值的方法测定各组蜂窝煤的燃烧热，每个组样测定五次，取其平均值。
[0027]2.3、环境效应指标
2.3.1 CO2指标测定方法
运用气象色谱法测定二氧化碳的浓度，每组测五个样，然后计算其平均数。
[0028]2.3.2 SO2指标测定方法
将各组取五个样，按碘量法所要求的采样标准分别对蜂窝煤燃烧后的烟气进行采样，运用碘量法测定所采烟气中二氧化硫的浓度。
[0029]2.3.3重量测定方法
从各组蜂窝煤中取十个样，运用电子称分别称出每个样的重量，然后分别计算每组的平均值。
[0030]3、试验结果及分析:
3.1工业分析:
经过测定结果计算，各组蜂窝煤的工业分析指标如表1所示。[0031]表1各组蜂窝煤的工业分析指标(％)
【权利要求】
1.一种利用发酵的牛粪制作的蜂窝煤，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成:20%-50%发酵成熟的牛粪及50%-80%煤粉。
2.如权利要求1所述的一种利用发酵的牛粪制作的蜂窝煤，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成:40%发酵成熟的牛粪以及60%煤粉。
3.如权利要求1-2中任一权利要求所述的一种利用发酵的牛粪制作的蜂窝煤，其特征在于，所述发酵成熟的牛粪是通过以牛粪为重量百分数计，向牛粪中添加0.01-0.02%的发酵菌、0.5-1%稻壳粉，堆积，间隔翻堆，发酵至牛粪颜色为棕黑色、质地松软、无臭味制得。
4.如权利要求3所述的一种利用发酵的牛粪制作的蜂窝煤，其特征在于，所述牛粪为肉牛幾。
5.一种制备如权利要求1-4中任一权利要求所述的蜂窝煤的方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)发酵:以牛粪为重量百分数计，向牛粪中添加以0.01-0.02%的发酵菌、0.5-1%的稻壳粉，堆积，间隔一定时间翻堆，发酵至牛粪颜色为棕黑色、质地松软、无臭味即为发酵成熟的牛粪； (2)混合成型:将发酵成熟的牛粪与煤粉混合、粉碎、再搅拌混合均匀，压制成型，自然风干。
6.一种如权利要求5的制备蜂窝煤的方法，其特征在于，还包括在所述步骤(I)中将发酵成熟的牛粪自然风干，风干时间为5-7天。。
7.—种如权利要求5或6的制备蜂窝煤的方法，其特征在于，所述步骤(I)中的翻堆间隔为2天一次，所述步骤(2)中的煤粉为无烟煤粉，发酵成熟的牛粪与煤粉混合，通过粉碎机粉碎，再利用搅拌机搅拌混合均匀，混匀时可选地加入少量的水，压制成型，自然风干。
【文档编号】C10L5/04GK103468341SQ201310401072
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】朱曲波, 曾仁权, 张毅, 刘琪, 张曦文, 谢思辉, 吴洪杰, 蒋欲平, 王丹丹, 吴维 申请人:朱曲波