食用菌渣热电肥联产系统及工艺的制作方法

本发明涉及一种用于食用菌渣的热电肥联产系统及工艺。食用菌渣热电肥联产系统及工艺。

背景技术：

在我国农业经济中食用菌仅次于粮、棉、油、菜、果,居第六位，培育食用菌的菌包包括塑料袋和其内的菌种、秸秆粉、花生壳、玉米芯和棉子壳等菌渣，均为生物质，目前菌渣多随意堆放在田间地头、倾倒在河堤、沟渠甚至进行焚烧，仅黑龙江省年菌渣量高达100多万吨，给农业环境带来巨大压力，导致农村面源污染异常严重、空气环境质量持续恶化，产业面临“越发展、越污染”的制约瓶颈；由于菌渣的平均含水量高于40%，如用作生物有机肥基料时，需要大量的氮源有机物作配料，限制了菌渣的大量利用，如作为菌渣饲料原料时也需要大量的饲料原料培养基，资源消耗大，相应的投入成本也较高，综合经济效益较差，无法实现菌渣的资源化利用。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种食用菌渣的热电肥联产系统及工艺，它能工业化及时处理菌渣、防止对环境的污染，且资源消耗小、产出物价值高，并实现连续化生产和长期的正常运行，提高了综合经济效益，可实现菌渣的资源化利用。

为了达到上述目的，本发明的食用菌渣热电肥联产系统，包括依次串联的菌包破碎机、分选机、滚筒式干燥机，滚筒式干燥机的介质进口与热风炉相连，其特征在于：滚筒式干燥机的物料出口通过螺旋给料机及提升机与旋转式卸料仓相连，一添加剂螺旋输送机的排料口也与此螺旋给料机的进料口相连，旋转式卸料仓再与后方的衍生燃料造粒机、冷却器、气化炉依次串联，气化炉的出口通过沉降式净化器、引风机与燃气余热锅炉相连；

作为上述系统的进一步改进，所述气化炉的排渣口通过出炭机与炭基生态复合肥生产系统进料口；便于炭渣用于后续的炭基生态复合肥的制备；

作为上述系统的进一步改进，旋转式卸料仓与衍生燃料造粒机通过螺旋输送机相连，衍生燃料造粒机与冷却器通过提升机相连，冷却器与气化炉通过提升机、燃料仓、螺旋输送机相连；可提高物料输送效率，实现连续化生产；

作为上述系统的进一步改进，旋转式卸料仓包括由上向下依次相连的固定料仓、支架和固定料斗，在固定料仓与固定料斗之间设有中空的旋转布料仓，旋转布料仓的上部套装在固定料仓的下部外，旋转布料仓的下部置于固定料斗内，在旋转布料仓外侧固联有大齿圈，一电机的输出轴上联有与大齿圈啮合的小齿轮，在大齿圈的下端面和固定料斗的上端面均设有相对应的滚动槽，数个滚珠置于相对应的滚动槽中，在固定料斗内的底部中心设有分料锥，在固定料斗底部与分料锥偏心的设有出料口，在旋转布料仓内壁上设置有一块以上的刮料板；能够使轻质的生物质物料等顺利下料，不会出现堵塞，同时，能够实现均匀下料的效果，保证生产的连续性；

作为上述系统的进一步改进，在所述大齿圈的下端面设有环槽，大齿圈的滚动槽设于此环槽；固定料斗的上端面位于此环槽内；可对滚珠进行限位，防止其脱落，保证正常工作；

本发明使用上述系统的食用菌渣热电肥联产工艺，其特征在于包括以下步骤：1）破袋：将废菌包投入菌包破碎机进行破碎，破碎后物料包括塑料片和生物质的菌渣颗粒；2）分选：将破碎的物料送入分选机，塑料片被排出，菌渣颗粒被送入滚筒式干燥机；3）干燥：菌渣颗粒在滚筒式干燥机经热风干燥，其含水率低于20%；4）混料：菌渣颗粒被排入螺旋给料机后、与由添加剂螺旋输送机加入的固碳添加剂混合，固碳添加剂与菌渣颗粒的质量比为5—8%，固碳添加剂包含50—60%的硅藻土、20—30%的氧化钙及15—20%的镁矿粉，均为质量百分比，且三种组分的粒径均为60-80目；5）造粒：将混合后的菌渣颗粒和固碳添加剂送入旋转式卸料仓、经卸料后进入衍生燃料造粒机内被挤压、造粒，得到的颗粒状衍生燃料；6）冷却：颗粒状衍生燃料被送至冷却器进行冷却；7）气化：颗粒状衍生燃料在气化炉内在600℃-800℃、空气当量比在0.18-0.25之间的微氧条件下热解、气化，得到含有部分杂质的生物质燃气，燃烧后的炭渣由气化炉的排渣口排出；8）净化：生物质燃气在引风机的作用下被送沉降式净化器内，脱出木焦油和木醋液；9）燃烧发电：净化后生物质燃气进入燃气余热锅炉燃烧后发电；

本发明只需使用少量的固碳添加剂加入菌渣中，资源消耗小，添加剂中的硅藻土其吸附性能强、容重轻，细度均匀，ph值中性无毒，混合均匀性好，可成为高效肥料，促使农作物生长、改良土壤等方面作用，加上粒径较小，孔隙度大，吸附性能强，可吸附燃气中的二氧化碳，加上氧化钙和镁矿粉在气化时均与燃气中的二氧化碳反应，能将生物质燃气中的二氧化碳成分固化在炭渣中，大大增加炭渣中碳成分的含量，为炭渣的有效利用保证有效充足的炭成分，成为生产炭基生态肥料的原料，获得高价值的产出物，同时减少生物质燃气燃烧时二氧化碳排放量；造粒时，混合后的物料被挤压升温，可进一步脱出水分，其堆比重和能量密度也得到提高，可提高气化效率；冷却时可对颗粒进行固化、增加硬度，以便于输送，实现连续化生产，同时再脱去3-5%的水分；气化时严格控制空气当量比在0.18-0.25之间，在实现生产生物质燃气的同时使气化后余渣的含炭量为30-60%，为炭渣的有效利用保证有效充足的炭成分，生物质燃气含有氢气、一氧化碳、甲烷等可燃气体；净化时脱出木焦油和木醋液，可避免燃烧发电时大量结焦会严重影响锅炉的换热效率和正常运行，并防止水分高导致锅炉内损大，实现长期的正常运行和菌渣的资源化利用；

作为本发明食用菌渣热电肥联产工艺的一种优选，气化工序中产生的炭渣其含炭量为30—60%，被用于生产炭基生态复合肥料，燃气余热锅炉的烟气用于生产炭基生态肥料的干燥；减少了热量损失提高了综合经济效益；

作为本发明食用菌渣热电肥联产工艺的一种优选，净化工序中脱出木焦油和木醋液被用于生产炭基生态复合肥的添加剂；木焦油和木醋液可做植物营养调节生长素,对植物有生长功效,杀虫极佳，用作炭基生态肥添加剂又有利于造粒成型作用，木醋液中的生长因子有调节促进作物生长之功能；

综上所述，本发明能工业化及时处理菌渣、防止对环境的污染，且资源消耗小、产出物价值高，并实现连续化生产和长期的正常运行，提高了综合经济效益，可实现菌渣的资源化利用。

附图说明

图1为本发明食用菌渣热电肥联产系统实施例的结构简图。

图2为图1中旋转式卸料仓的主视图。

图3为图2中大齿圈与固定料斗连接处结构图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本实施例的食用菌渣热电肥联产系统，包括通过皮带机2和4依次串联的菌包破碎机1、滚筒筛式分选机3、滚筒式干燥机5，滚筒式干燥机5的介质进口与热风炉6相连，滚筒式干燥机5的物料出口通过螺旋给料机7及提升机8与旋转式卸料仓9相连，一添加剂螺旋输送机10的排料口也与螺旋给料机7的进料口相连，旋转式卸料仓9再与后方的衍生燃料造粒机11通过螺旋输送机12相连，衍生燃料造粒机11与逆流冷却器14通过提升机13相连，冷却器14与气化炉18通过提升机15、燃料仓16、螺旋输送机17相连，气化炉18的出口通过沉降式净化器19、引风机20与燃气余热锅炉21相连；气化炉18的排渣口通过出炭机22与炭基生态复合肥生产系统23的进料口相连；

其中旋转式卸料仓9如图2、图3所示，包括由上向下依次相连的固定料仓31、支架32和固定料斗33，在固定料仓31与固定料斗33之间设有中空的旋转布料仓34，旋转布料仓34的上部套装在固定料仓31的下部外，旋转布料仓34的下部置于固定料斗33内，在旋转布料仓34外侧焊接固联有大齿圈35，一电机37的输出轴上联有与大齿圈35啮合的小齿轮36，电机37固定连接在支架32上；在大齿圈35的下端面设有环槽38，固定料斗33的上端面位于此环槽内，在环槽38端面和固定料斗33的上端面均设有相对应的滚动槽，数个滚珠39置于相对应的滚动槽中，在固定料斗33内的底部中心设有分料锥40，在固定料斗33底部与分料锥40偏心的设有出料口41，在旋转布料仓34内壁上设置有数块刮料板42；使用时，物料进入固定料仓31、启动电机37，通过小齿轮36、大齿圈35带动旋转布料仓34转动，分料锥40将物料推向外侧，分料锥40与固定料斗33之间形成出料通道，刮料板42推动物料经过出料口41时将其排出；使用时，物料进入固定料仓31、启动电机37，通过小齿轮36、大齿圈35带动旋转布料仓34转动，分料锥40将物料推向外侧，分料锥40与固定料斗33之间形成出料通道，刮料板42推动物料经过出料口41时将其排出；该装置通过采用旋转布料仓34，能够使轻质的生物质物料顺利下料，不会出现堵塞，同时，能够实现均匀下料的效果，保证造粒的连续性，实现系统长时间的正常工作；

本发明用于上述系统的食用菌渣热电肥联产工艺，包括以下步骤：1）破袋：将废菌包投入菌包破碎机1进行破碎，破碎后的物料包括塑料片和生物质的菌渣颗粒；2）分选：将破碎的物料送入滚筒筛式分选机3，塑料片被排出，菌渣颗粒被送入滚筒式干燥机5；3）干燥：菌渣颗粒在滚筒式干燥机5内经热风干燥，其含水率低于20%；4）混料：菌渣颗粒被排入螺旋给料机7后、与由添加剂螺旋输送机10加入的固碳添加剂混合，固碳添加剂与菌渣颗粒的质量比为5—8%，固碳添加剂包含50—60%的硅藻土、20—30%的氧化钙及15—20%的镁矿粉，均为质量百分比，且三种组分的粒径均为60-80目；5）造粒：将混合后的菌渣颗粒和固碳添加剂经提升机8送入旋转式卸料仓9、经卸料后进入衍生燃料造粒机11内被挤压、造粒，同时被升温，得到的颗粒状衍生燃料；6）冷却：颗粒状衍生燃料被送至冷却器14进行冷却；7）气化：颗粒状衍生燃料经提升机15、燃料仓16、螺旋输送机17至气化炉18内，在600℃-800℃、空气当量比在0.18-0.25之间的微氧条件下热解、气化，得到含有部分杂质的生物质燃气，燃烧后的炭渣由气化炉18的排渣口排出，进入出炭机22，被用于生产炭基生态复合肥；8）净化：生物质燃气在引风机20的作用下被送沉降式净化器19内，脱出生物质燃气中的木焦油和木醋液，用于生产炭基生态肥料的添加剂；9）燃烧发电：净化后生物质燃气进入燃气余热锅炉21燃烧后发电，燃气余热锅炉的烟气用于生产炭基生态肥料的干燥；

本发明只需使用少量的固碳添加剂加入菌渣中，资源消耗小；添加剂中的硅藻土的化学成分主要是sio2，含有少量的al2o3、fe2o3、cao、mgo等和有机质，sio2对活性组分起稳定作用；硅藻土其吸附性能强、容重轻，细度均匀，ph值中性无毒，混合均匀性好，使用时不会堵塞农机管路，在土壤中能起到保湿、疏松土质、延长药效肥效时间，助长农作物生长效果，可成为高效肥料，促使农作物生长、改良土壤等方面作用，加上粒径较小，孔隙度大，吸附性能强，在热解气化时会起到吸附二氧化碳的作用，加上氧化钙和镁矿粉在气化时均与燃气中的二氧化碳反应，分别生成碳酸钙、碳和氧化镁，能将生物质燃气中的二氧化碳成分固化在炭渣中，大大增加炭渣中碳成分的含量，为炭渣的有效利用保证有效充足的炭成分，成为生产炭基生态复合肥的原料，炭基肥是一种以生物质炭为基质，根据不同区域土地特点、不同作物生长特点以及科学施肥原理，添加有机质或/和无机质配制而成的生态环保型肥料；炭基肥基本理论是土肥炭基-有机论，即增加土壤中炭基-有机质的含量，快速改造土壤结构，平衡盐与水分，通过快速熟化创造有利于植物健康生长的土壤环境，从而增加土壤肥力，促进作物生长，被称作“土壤生物桥技术”，可改善土壤的团粒结构，提高土壤保水保肥的能力，提高肥料利用率，具有较高价值；同时增加炭渣中碳成分的含量，可减少生物质燃气燃烧时二氧化碳排放量；造粒时，混合后的物料被挤压、升温，可进一步脱出水分，其堆比重和能量密度也得到提高，可提高气化效率；造粒后物料被升温、软化，冷却可对颗粒进行降温，固化、增加硬度，以便于输送，实现连续化生产，同时再脱去3-5%的水分；气化时严格控制空气当量比在0.18-0.25之间，在实现生产生物质燃气的同时使气化后余渣的含炭量为30-60%，为炭渣的有效利用保证有效充足的炭成分，生物质燃气含有氢气、一氧化碳、甲烷等可燃气体；净化时脱出木焦油和木醋液，可避免燃烧发电时大量结焦严重影响锅炉的正常运行和换热效率，并防止水分高导致锅炉内损大，实现长期的正常运行和菌渣的资源化利用；木焦油和木醋液可做植物营养调节生长素,对植物有生长功效,杀虫极佳，用作炭基生态肥添加剂有利于造粒成型作用，木醋液中的生长因子有调节促进作物生长之功能。