[发明专利]一种无灰高热值生物质燃料的制备方法

说明书

本发明涉及一种无灰高热值生物质燃料的制备方法，属于生物质燃料制备技术领域。本发明首先利用黄牛瘤胃中富含的微生物对高纤维含量的棉麻杆和玉米进行初步降解，再用沼气液进行深层降解，使大分子有机物转化为小分子有机物，并去除其中无机杂质，在增加腐殖质中有机碳含量的同时又减短了有机物炭链长度以提高燃烧效率，再以植物醇为挥发性可燃物和腐殖质复配，利用黄油作为植物醇固化剂，在开孔发泡剂的作用下得到表面具有丰富孔隙的生物质燃料，本发明制备的无灰高热值生物质燃料燃烧充分，燃烧后未出现灰渣；燃烧值高，燃烧值达到24.62MJ/kg以上；在燃烧时不会产生有毒气体，不会腐蚀燃烧设备，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种无灰高热值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。到目前为止，各个国家或地区开发利用生物质作为燃料主要集中在三个方面，一是将生物质材料降解为液体燃料，二是将生物质材料气化成可燃气体，三是加工成便于运输和贮存的一定形状燃料并提高其燃烧效率。前两种方法主要是通过生物降解、化学反应方式，会产生氢、沼气、乙醇等，生产成本相对较高，因此没有大量应用于生产和日常生活。而第三种方式需采用压缩成型技术，一方面解决环境保护问题，另一方面又能生产代用燃料，近年来越来越受到人们的广泛重视。但目前生物质燃料普遍存在热值低、耗量大，燃烧不充分、灰渣多等问题，且制备过程中普遍加入了强氧化剂，燃烧过程中会产生微量甲醛，危害人体健康，所产生的烟气严重腐蚀燃烧设备，燃烧利用率和燃料效率不高难以达到城市环保低碳的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前生物质燃料普遍存在燃烧热值低、耗量大，在使用过程中燃烧不充分、灰渣多，燃烧时所产生的烟气严重腐蚀燃烧设备，危害人类安全的问题，提供了一种用棉麻杆和玉米喂牛，收集牛粪并用沼气液浸泡转化成淤泥，再从淤泥中提取腐殖质，利用浒苔和玉米须水解发酵制备可燃植物醇，最后将植物醇、腐殖质和开孔发泡剂复配注模，最终制得生物质燃料的方法。本发明首先利用黄牛瘤胃中富含的微生物对高纤维含量的棉麻杆和玉米进行初步降解，再用沼气液进行深层降解，使大分子有机物转化为小分子有机物，并去除其中无机杂质，在增加腐殖质中有机碳含量的同时又减短了有机物碳链长度以提高燃烧效率，再以植物醇为挥发性可燃物和腐殖质复配，利用黄油作为植物醇固化剂，在开孔发泡剂的作用下得到表面具有丰富孔隙的生物质燃料，其表面积巨大，燃烧时可与氧气充分接触，燃烧充分无灰分产生。本发明制得的生物质燃料燃烧值高，用量少，使用时燃烧充分且不会产生有毒气体和灰分，对人体和环境无任何危害，具有广阔的应用前景。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）按掺杂量为5～10%将棉麻杆掺入青贮玉米中喂养黄牛，持续喂养15～20天，收集喂养期间黄牛排出的粪便，将牛粪放在阳光下曝晒10～15天，得到干牛粪；

（2）挖建一个边长为10m，深1m的正方形反应池，将1000～2000kg上述得到的干牛粪转入反应池中，再向池中通入40～50t沼气池中的沼气液，在25～35℃下自然发酵20～30天直至牛粪转化为淤泥；

（3）捞取反应池中牛粪转化成的淤泥，将淤泥和十二水合硫酸铝钾按质量比为100:1混合后静置12～14h使其固液分层，抽取上层液体后得到下层腐殖质，备用；

（4）按质量比为2:1将浒苔和玉米须混合后放入组织粉碎机中粉碎20～30min，得到混合粉碎物，将干酵母粉和质量分数为50%葡萄糖溶液按质量比为1:10混合后在36～38℃的水浴条件下保温活化1～2h，得到活化酵母液，备用；