一种利用秸秆生产炭肥的方法与流程

文档序号:12102562阅读:2085来源:国知局

本发明涉及一种或多种肥料与无特殊肥效组分的混合物的技术领域,具体是涉及一种利用秸秆生产炭肥的方法。



背景技术:

秸秆通常是指小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗和其它农作物在收获籽实后的剩余部分;农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中,秸秆是一种具有多用途的可再生的生物资源。

据有关统计,中国每年在农作物秸秆利用方面包括其中用于畜牧饲料为1.4亿t,还田肥料0.91亿t,工业原料0.14亿t,作为农民传统的生活燃料的秸秆为2.8亿t,分别占总量的24%、15%、2.3%和40%,除了上述用途外,还有18.7%约1.13亿t剩余秸秆没有任何用途,成为真正的废弃物,大部分在田野焚烧了,这不仅严重污染环境,影响交通,而且造成生物质能源的极大浪费,秸秆的利用水平有待进一步提高

在现有技术秸秆的生物质能源利用中,生物质热化学转化利用是最主要的选项,秸秆的热解利用包括秸秆的气化、干馏、液化和炭化,秸秆气化是指在有氧气助燃的情况下在煤气发生炉里将秸秆转化为可燃性气体,秸秆干馏是指秸秆在干馏釜中隔绝空气热解加工成初级液体产品,而液化则是将其进一步在高温和催化剂等条件的共同作用下转化为液体燃料;秸秆的热解技术是个成熟的技术,但是不被广泛利用,原因主要在于木本类植物资源比它更具价值,相对而言由于其本身热值低、灰分高,所以在产量、质量、生产成本上不具优势,缺少商品化竞争条件。

在现有技术秸秆的生物质能源利用中,也有将秸秆作为机制炭原料的,由于秸秆相对柔软不具脆性,存在粉碎难问题、往往需要几次粉碎,能耗和用工提高了制造成本,秸秆属草本植物,木质素含量相对少,制棒机械对秸秆粉碎料技术要求高,在炭化过程中易碎等缺陷,很少被利用。

在现有技术秸秆的生物质能源利用中,用秸秆直接燃烧供热发电的利用方式,是一条将秸秆转化为生物质能源的工艺技术路线;生物质的热解气化与燃气轮机结合的联合循环发电系统将生物质转换成电能和热能的利用,大大提高了发电效率并降低污染,生物质技术被认为是目前世界上最先进的生物质气化发电技术,但是存在以下技术缺陷:高温燃气中含有的碱金属及其他有害微量元素对燃气轮机的叶片及系统其它设备的腐蚀极大,并且导致沉积的形成、阻碍热交换,降低换热效率,从而降低发电效率和功率,阻塞流道,造成机械损害,运行故障。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种利用秸秆生产炭肥的方法,该一种利用秸秆生产炭肥的方法通过将水稻或小麦秸秆通过积污水和积污泥,然后混合废油料进行不完全燃烧,得到还有含有FeC的生物质炭,将生物质炭投入到化学处理池进行处理粪便污水,便于沉絮粪便污水中的污物,形成粪便混合物,然后将粪便混合物进行烘干,制备成有机物炭肥,该有机肥不仅增加了土壤有机质、吸收重金属、改良土壤、增加肥力;而且富含营养元素N、P、K以及微量元素包括Ca、Mn、S和Fe。

为了达到上述目的,本发明一种利用秸秆生产炭肥的方法,其步骤如下:

1)收割、打捆:将水稻或小麦秸秆进行收割,然后利用打捆机进行打捆;

2)浸渍工序:将打捆好的秸秆放置在污水池、下水道或者生活用水排水沟中进行浸泡,浸泡时间不少于48小时;

3)炭化:将浸渍的秸秆捆取出后进行晾干,在秸秆捆底部开始不滴水时,将秸秆送入在炭化窑中炭化,炭化具体包括:秸秆和废油料入窑、点火、炭化、烟气净化回收和燃气、木焦油、木醋酸回收储存;

4)干燥、混合:干燥干馏炭化得到的生物质炭,并将生物质炭粉碎后,混合聚丙烯酰胺和石灰粉投入吸污净化车上的净化原料调配箱中,并通过净化原料调配箱进入化学处理池中净化污水;

5)固液分离:将化学处理池中粪便混合物和液体通过固液分离器进行分离,再将粪便混合物通过烘干,制备成有机物炭肥。

进一步,在步骤3)中,所述原料入窑是指将秸秆捆铺设在敞口炭化窑内,在铺设时保证秸秆捆上表面平整,避免出现原料空缺,使秸秆捆填满炭化窑,同时在秸秆捆周围表面上覆盖一层废油料。

进一步,在步骤3)中,所述点火是指:先在碎料上表面均匀布等距布设点火位,点火时先点炭化窑靠近炭化窑壁四周部位,点火的同时开启引风机控制炭化窑内的氧气供给量,等四周点火位点燃30~40min后,点燃炭化窑内的点火位,点燃后20~30min后,点燃靠近引风机的点火位,此时全部的点火位全部点燃。

进一步,在步骤3)中,所述烟气净化回收和燃气是指:通过调整引风机,将间歇式干馏炭化后产生的烟气以10~20m/s的速度由炭化窑的风道依次进入初级净化装置、一级净化回收装置、引风机以及燃气净化回收利用装置。

进一步,在步骤3)中,所述燃气、木焦油木醋酸回收储存是指:将间歇式干馏炭化后,烟气中夹杂着的木焦油、木醋酸液通过燃气净化回收利用装置进行净化回收,并通过储气罐进行储存备用。

进一步,在步骤3)中,废油料设置为无铅废油料或者乳化液废油料。

本发明的有益效果在于:

1、本发明利用秸秆生产炭肥的方法通过将水稻或小麦秸秆通过积污水和积污泥,然后混合废油料进行不完全燃烧,得到还有含有FeC的生物质炭,将生物质炭投入到化学处理池进行处理粪便污水,便于沉絮粪便污水中的污物,形成粪便混合物,然后将粪便混合物进行烘干,制备成有机物炭肥,该有机肥不仅增加了土壤有机质、吸收重金属、改良土壤、增加肥力;而且富含营养元素N、P、K以及微量元素包括Ca、Mn、S和Fe;

2、本发明利用秸秆生产炭肥的方法可以利用水稻或小麦秸秆对下水道中污水或者生活用水进行净化和吸附,特别是下水道污水或者生活用水中的细菌、油污、病毒和化学用料,这些污物容易污染河水或者地下水,不仅污染环境,增加废水循环利用的难度,而且带来了极大的自来水用水隐患。

3、本发明利用秸秆生产炭肥的方法可以提高秸秆的利用率,减少无铅废油料或者乳化液废油料的治理成本,现有的无铅废油料或者乳化液废油料很多采用填埋式或者晾干后送入砖窑中进行焚烧,前者污染土地,后者极大的占用工厂治污场地空间,延长治污时间和加大了治污成本。

附图说明

图1为本发明利用秸秆生产炭肥的方法的流程图。

具体实施方式

如图1所示为本发明利用秸秆生产炭肥的方法的流程图;本发明一种利用秸秆生产炭肥的方法,其步骤如下:

1)收割、打捆:在收割机对水稻或小麦进行收割的同时,通过收割机上打捆机对秸秆打捆,将打捆的秸秆运至废水垃圾处理厂或者废水处理中心。

2)浸渍工序:将打捆好的秸秆堆置在丝网箱或者网架中,然后通过吊具将丝网箱或者网架放置在污水池或者排水沟中进行浸泡,浸泡时间不少于48小时,浸泡后将丝网箱或者网架拉起来进行晾置0.5小时~1小时,晾干后丝网箱或者网架的重量是浸泡前重量的2倍~3倍。

3)炭化:将浸渍的秸秆捆取出后进行晾干,在秸秆捆底部开始不滴水时,将秸秆送入在炭化窑中炭化,炭化具体包括:秸秆和无铅废油料或者乳化液废油入窑、点火、炭化、烟气净化回收和燃气、木焦油、木醋酸回收储存;

所述原料入窑是指将秸秆捆铺设在敞口炭化窑内,在铺设时保证秸秆捆上表面平整,避免出现原料空缺,使秸秆捆填满炭化窑,同时在秸秆捆周围表面上覆盖一层废油料,废油料的重量与秸秆捆的重量比设置为1:3~1:5;

所述点火是指:先在碎料上表面均匀布等距布设点火位,点火时先点炭化窑靠近炭化窑壁四周部位,点火的同时开启引风机控制炭化窑内的氧气供给量,等四周点火位点燃30~40min后,点燃炭化窑内的点火位,点燃后20~30min后,点燃靠近引风机的点火位,此时全部的点火位全部点燃;

所述烟气净化回收和燃气是指:通过调整引风机,将炭化后产生的烟气以10~20m/s的速度由炭化窑的风道依次进入初级净化装置、一级净化回收装置、引风机以及燃气净化回收利用装置;

所述燃气、木焦油木醋酸回收储存是指:将炭化后,烟气中夹杂着的木焦油、木醋酸液通过燃气净化回收利用装置进行净化回收,并通过储气罐进行储存备用;

4)干燥、混合:干燥干馏炭化得到的生物质炭,并将生物质炭粉碎后,混合聚丙烯酰胺和石灰粉投入吸污净化车上的净化原料调配箱中,并通过净化原料调配箱进入化学处理池中净化污水,本实施例中生物质炭、聚丙烯酰胺和石灰粉的混合比例设置为3~5:4~5:1~2,优选的生物质炭、聚丙烯酰胺和石灰粉的混合比例设置4.5:4:1.5,该混合比例的沉絮粪便污水中的污物效果好,成本低。

5)固液分离:将化学处理池中粪便混合物和液体通过固液分离器进行分离,再将粪便混合物通过烘干,制备成有机物炭肥。

用本发明制备的有机物炭肥与秸秆直接碳化的有机物炭肥相比较

最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

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