本发明涉及一种复合生物质燃料的制备方法，属于生物质燃料制备技术领域。
背景技术：
生物质燃料是指将生物质材料燃烧作为燃料，一般主要是农林废弃物（如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等），主要区别于化石燃料。在目前的国家政策和环保标准中，直接燃烧生物质属于高污染燃料，只在农村的大灶中使用，不允许在城市中使用。生物质燃料的应用，实际主要是生物质成型燃料，是将农林废物作为原材料，经过粉碎、混合、挤压、烘干等工艺，制成各种成型（如块状、颗粒状等）的，可直接燃烧的一种新型清洁燃料。
目前以稻壳、秸秆、棉杆、菌渣为单一原料生产的生物质固体成型燃料，热值不高，在燃烧过程中容易燃烧不充分、结渣，灰渣多，燃烧所产生的烟气严重腐蚀燃烧设备，燃料利用率和燃料效率不高，难以达到城市环保低碳的要求。
生物质燃料与煤的一个显著不同还在于生物质中的氯含量高，氯在生物质燃烧过程中的挥发及其与锅炉受热面的反应会引起锅炉的腐蚀。当生物质燃料含氯高(如稻草)时，将使壁温高于400℃的受热面发生高温氯腐蚀。生物质燃料锅炉的高温氯腐蚀比燃煤锅炉严重得多，应予以足够重视。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对目前现有的生物质燃料热值不高，在燃烧过程中燃烧不充分，产生大量的灰渣，同时其氯含量高，易腐蚀煤锅炉，缩短了其使用寿命的问题，本发明首先将污泥与氧化钙进行混合曝气，并同时添加过硫酸钠溶液，得到污泥混合物，再对其进行发酵并与氧化钙等物质进行混合静置，收集上清液，接着将金钱草和茯苓等物质进行混合粉碎，并加入去离子水，过滤得到滤液和滤渣，然后将牛粪、秸秆、上清液和滤渣进行通风堆肥，并在每次翻堆的同时淋洒上清液和滤液，最后将堆肥物与硝酸钾等混合搅拌干燥即可得到复合生物质燃料。本发明制备的复合生物质燃料。本发明制备的复合生物质燃料热值高，燃烧充分，不会残留灰渣等废弃物，同时含氯量低，不易腐蚀锅炉，延长了锅炉的使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）取1～3kg含水量为80～90%的污泥加入到处理池中，并加入10～20g氧化钙，搅拌30～40min，然后从污泥底部开始曝气，曝气6～8h后，再加入100～200mL质量分数为10%过硫酸钠溶液，继续曝气10～12h，得污泥混合物，并将其置于发酵罐中，在30～40℃下发酵3～5天后，再加入10～20g氧化钙，搅拌3～4h，再加入3～5g十二水合硫酸铝钾，静置30～40min，去除下层泥沙，收集上清液，备用；
（2）依次称取10～20g金钱草、8～12g茯苓和6～10g五味子，并置于粉碎机中进行粉碎，过100～200目筛，得到混合粉末，将混合粉末加入到烧杯中，并加入700～800mL去离子水，将其进行加热至沸腾，保温1～2h，然后自然冷却至室温，过滤，分别收集滤液和滤渣；
（3）依次称取1～2kg牛粪、600～800g秸秆和400～500g枯树枝置于粉碎机进行粉碎，过100～200目筛，得到混合物，将混合物置于搅拌机中，再加入100～200mL步骤（1）备用的上清液和上述滤渣，在5000～6000r/min下搅拌30～40min，搅拌完成后，将其置于搪瓷方盘中，并进行通风堆肥10～20天，每隔2～3天进行一次翻堆，每次翻堆的同时将100～200mL步骤（1）备用的上清液和100～200mL上述滤液淋洒到堆肥上；
（4）通风堆肥结束后，将堆肥物加入到搅拌机中，并同时向搅拌机中加入2～4g硝酸钾、3～5g碳酸钙，在5000～6000r/min下搅拌10～20min后，再将搅拌混合物置于95～100℃干燥箱中干燥至其含水率为20～30%，然后将其自然冷却至室温后，放入挤压机中挤压成块，即可得到复合生物质燃料。
本发明的应用方法：将上述制备的复合生物质燃料投放至窑炉中进行燃烧，并控制窑炉的通风速率为1.5～2.5m/s，燃烧温度为950～1050℃，待燃烧结束后，与同等的量投放其他生物质燃料燃烧相比，其燃烧值达到22.52MJ/kg以上，燃烧时间延长1～2h，同时检测其含氯量低于0.65％。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明制备的复合生物质燃料热值高，其燃烧值达到22.52MJ/kg以上，使其燃烧充分，不易产生灰渣等废弃物；
（2）本发明制备的复合生物质燃料其含氯值低，含氯量低于0.65％，延长了炉体的使用寿命；
（3）本发明制备的复合生物质燃料在燃烧过程中不会产生有害气体，保护了环境。
具体实施方式
首先取1～3kg含水量为80～90%的污泥加入到处理池中，并加入10～20g氧化钙，搅拌30～40min，然后从污泥底部开始曝气，曝气6～8h后，再加入100～200mL质量分数为10%过硫酸钠溶液，继续曝气10～12h，得污泥混合物，并将其置于发酵罐中，在30～40℃下发酵3～5天后，再加入10～20g氧化钙，搅拌3～4h，再加入3～5g十二水合硫酸铝钾，静置30～40min，去除下层泥沙，收集上清液，备用；依次称取10～20g金钱草、8～12g茯苓和6～10g五味子，并置于粉碎机中进行粉碎，过100～200目筛，得到混合粉末，将混合粉末加入到烧杯中，并加入700～800mL去离子水，将其进行加热至沸腾，保温1～2h，然后自然冷却至室温，过滤，分别收集滤液和滤渣；依次称取1～2kg牛粪、600～800g秸秆和400～500g枯树枝置于粉碎机进行粉碎，过100～200目筛，得到混合物，将混合物置于搅拌机中，再加入100～200mL备用的上清液和上述滤渣，在5000～6000r/min下搅拌30～40min，搅拌完成后，将其置于搪瓷方盘中，并进行通风堆肥10～20天，每隔2～3天进行一次翻堆，每次翻堆的同时将100～200mL备用的上清液和100～200mL上述滤液淋洒到堆肥上；通风堆肥结束后，将堆肥物加入到搅拌机中，并同时向搅拌机中加入2～4g硝酸钾、3～5g碳酸钙，在5000～6000r/min下搅拌10～20min后，再将搅拌混合物置于95～100℃干燥箱中干燥至其含水率为20～30%，然后将其自然冷却至室温后，放入挤压机中挤压成块，即可得到复合生物质燃料。
实例1
首先取3kg含水量为90%的污泥加入到处理池中，并加入20g氧化钙，搅拌40min，然后从污泥底部开始曝气，曝气8h后，再加入200mL质量分数为10%过硫酸钠溶液，继续曝气12h，得污泥混合物，并将其置于发酵罐中，在40℃下发酵5天后，再加入20g氧化钙，搅拌4h，再加入5g十二水合硫酸铝钾，静置40min，去除下层泥沙，收集上清液，备用；依次称取20g金钱草、12g茯苓和10g五味子，并置于粉碎机中进行粉碎，过200目筛，得到混合粉末，将混合粉末加入到烧杯中，并加入800mL去离子水，将其进行加热至沸腾，保温2h，然后自然冷却至室温，过滤，分别收集滤液和滤渣；依次称取2kg牛粪、800g秸秆和500g枯树枝置于粉碎机进行粉碎，过200目筛，得到混合物，将混合物置于搅拌机中，再加入200mL备用的上清液和上述滤渣，在6000r/min下搅拌40min，搅拌完成后，将其置于搪瓷方盘中，并进行通风堆肥20天，每隔3天进行一次翻堆，每次翻堆的同时将200mL备用的上清液和100mL上述滤液淋洒到堆肥上；通风堆肥结束后，将堆肥物加入到搅拌机中，并同时向搅拌机中加入4g硝酸钾、5g碳酸钙，在6000r/min下搅拌20min后，再将搅拌混合物置于100℃干燥箱中干燥至其含水率为30%，然后将其自然冷却至室温后，放入挤压机中挤压成块，即可得到复合生物质燃料。
将上述制备的复合生物质燃料投放至窑炉中进行燃烧，并控制窑炉的通风速率为2.5m/s，燃烧温度为1050℃，待燃烧结束后，与同等的量投放其他生物质燃料燃烧相比，其燃烧值达到22.62MJ/kg，燃烧时间延长1h，同时检测其含氯量为0.64％。
实例2
首先取1kg含水量为80%的污泥加入到处理池中，并加入10g氧化钙，搅拌30min，然后从污泥底部开始曝气，曝气6h后，再加入100mL质量分数为10%过硫酸钠溶液，继续曝气10h，得污泥混合物，并将其置于发酵罐中，在30℃下发酵3天后，再加入10g氧化钙，搅拌3h，再加入3g十二水合硫酸铝钾，静置30min，去除下层泥沙，收集上清液，备用；依次称取10g金钱草、8g茯苓和6g五味子，并置于粉碎机中进行粉碎，过100目筛，得到混合粉末，将混合粉末加入到烧杯中，并加入700mL去离子水，将其进行加热至沸腾，保温1h，然后自然冷却至室温，过滤，分别收集滤液和滤渣；依次称取1kg牛粪、600g秸秆和400g枯树枝置于粉碎机进行粉碎，过100目筛，得到混合物，将混合物置于搅拌机中，再加入100mL备用的上清液和上述滤渣，在5000r/min下搅拌30min，搅拌完成后，将其置于搪瓷方盘中，并进行通风堆肥10天，每隔2天进行一次翻堆，每次翻堆的同时将100mL备用的上清液和200mL上述滤液淋洒到堆肥上；通风堆肥结束后，将堆肥物加入到搅拌机中，并同时向搅拌机中加入3g硝酸钾、4g碳酸钙，在5000r/min下搅拌10min后，再将搅拌混合物置于95℃干燥箱中干燥至其含水率为20%，然后将其自然冷却至室温后，放入挤压机中挤压成块，即可得到复合生物质燃料。
将上述制备的复合生物质燃料投放至窑炉中进行燃烧，并控制窑炉的通风速率为1.5m/s，燃烧温度为950℃，待燃烧结束后，与同等的量投放其他生物质燃料燃烧相比，其燃烧值达到22.58MJ/kg，燃烧时间时间延长1h，同时检测其含氯量为0.63％。
实例3
首先取2kg含水量为85%的污泥加入到处理池中，并加入15g氧化钙，搅拌35min，然后从污泥底部开始曝气，曝气7h后，再加入150mL质量分数为10%过硫酸钠溶液，继续曝气11h，得污泥混合物，并将其置于发酵罐中，在35℃下发酵4天后，再加入15g氧化钙，搅拌3h，再加入4g十二水合硫酸铝钾，静置35min，去除下层泥沙，收集上清液，备用；依次称取15g金钱草、10g茯苓和8g五味子，并置于粉碎机中进行粉碎，过150目筛，得到混合粉末，将混合粉末加入到烧杯中，并加入750mL去离子水，将其进行加热至沸腾，保温1h，然后自然冷却至室温，过滤，分别收集滤液和滤渣；依次称取1kg牛粪、700g秸秆和450g枯树枝置于粉碎机进行粉碎，过150目筛，得到混合物，将混合物置于搅拌机中，再加入150mL备用的上清液和上述滤渣，在5200r/min下搅拌35min，搅拌完成后，将其置于搪瓷方盘中，并进行通风堆肥15天，每隔2天进行一次翻堆，每次翻堆的同时将150mL备用的上清液和150mL上述滤液淋洒到堆肥上；通风堆肥结束后，将堆肥物加入到搅拌机中，并同时向搅拌机中加入2g硝酸钾、3g碳酸钙，在5200r/min下搅拌15min后，再将搅拌混合物置于97℃干燥箱中干燥至其含水率为25%，然后将其自然冷却至室温后，放入挤压机中挤压成块，即可得到复合生物质燃料。将上述制备的复合生物质燃料投放至窑炉中进行燃烧，并控制窑炉的通风速率为2.0m/s，燃烧温度为1000℃，待燃烧结束后，与同等的量投放其他生物质燃料燃烧相比，其燃烧值达到23.52MJ/kg，燃烧时间延长1.5h，同时检测其含氯量为0.54％。