[发明专利]以猪粪为原料的固体成型燃料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于固体废弃物资源化领域，具体涉及一种以猪粪为主要原料制备固体成型燃料的方法。

背景技术

2000年我国猪粪产生量为15.4亿吨，相当于同期工业固体废物产生量（9.5亿吨）的1.6倍，并且猪粪产生量每10年增加1～2倍。猪粪的巨大产生量，使猪粪数量远远超过合理使用量和周围环境的处理能力。并且传统处理猪粪的方法，如堆肥、发酵产能等难以实现猪粪无害化处理和资源化利用。

近年来，国内外文献与专利也有以猪粪为原料制备燃料技术的报道。大部分技术采用先压制后干化的方法生产固体燃料，但容易在干化过程中开裂，降低其强度，在运输过程中也易破碎。大部分技术所制燃料并没有进行脱硫除臭防霉工艺，因此燃料易产生恶臭并容易发生霉变，甚至在使用时会造成严重的二次污染，难于使用和储藏。此外还有部分研究人员在原料制备过程中添加粘结剂，增加了生产成本，不利于大规模工业化生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种易成型、无恶臭、不易霉变、制作成本低、产品燃烧效率高，并且二次污染排放少的以猪粪为原料的固体成型燃料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明以猪粪为原料的固体成型燃料的制备方法，包括以下步骤：

a. 预处理：对猪粪进行干燥，将猪粪含水率降低至10%～25%，再将猪粪粉碎并过筛，然后按猪粪干基质量的2%～5%添加脱硫除臭防霉添加剂，并搅拌均匀，得到猪粪干化原料；

b. 按干重计将20%～100%的猪粪干化原料、0%～80%的生物质和0%～20%的煤炭搅拌均匀得到原料混合物，再由成型机热压成型，制得固体成型燃料。

作为本发明的进一步改进，

所述方法中脱硫除臭防霉添加剂是由硫酸亚铁、碳酸镁和壳聚糖纤维中的任意两种或三种与生石灰混合制成。按质量分数计，生石灰为90%～95%，硫酸亚铁为0～8%，碳酸镁为0～8%，壳聚糖纤维为0%～2%。

所述原料混合物的热压成型压强为30MPa～120MPa，成型温度为80℃～130℃。

所述猪粪是通过水冲粪法经固液分离后、干清粪法或沼气池处理方法所得的猪粪。

所述猪粪干基热值范围为2500kcal/kg～4500kcal/kg，生物质的干基热值范围为3700kcal/kg～4700kcal/kg，煤炭的干基热值范围为4000kcal/kg～7000kcal/kg。

所述生物质优选杂草、落叶、树枝、棕榈壳、棕榈须、菌渣、藨草、水葫芦、芦苇、大米草、甘蔗渣、竹子、谷壳、秸秆、林产品加工过程中产生的刨花或木屑中的一种或多种。

所述煤炭优选烟煤、无烟煤或焦炭中的一种或多种。

所述猪粪干化原料、生物质和煤炭的粒径≤5mm。

所述固体成型燃料优选为颗粒状或者棒状。

本发明制备的固体成型燃料热值为3500kcal/kg～5000kcal/kg，烟尘排放浓度＜50mg/m³，SO₂排放浓度为30mg/m³～70mg/m³，NO_X排放浓度为50mg/m³～180mg/m³，Meyer强度≥6，固体成型燃料密度≥1000kg/m³，成型率≥95%，破碎率≤5%。

用DWD-10型电子式万能试验机测定固体成型燃料的Meyer强度（Meyer强度的定义是作用力除以投影的压痕面积，Meyer强度的计算公式如下：H_m=F/[π(Dh-h²)]，其中，H_m为Meyer强度（N/mm²）；F为压制棒的最大压力（N）；D为压制棒的直径（mm）；h为压制棒运行的距离（mm）。本发明方法制备的混合固体成型燃料具有较高的Meyer强度，有研究表明固体成型燃料的Meyer强度在4.0以上就能保证燃料在储运过程中不会发生碎裂，且在锅炉燃烧过程中能够保持骨架结构，提高燃烧效率。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1. 本发明采用先将猪粪干燥至含水率为10%～25%，再热压成型的工艺技术。不仅可防止燃料在成型过程中开裂而降低产品质量，在运输和使用过程中也更加方便。