[发明专利]一种环保型高能复合生物质燃料及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种新能源，具体是一种环保型高能复合生物质燃料及其制备方法。

背景技术

农林废弃物是农林作物收获和加工过程中产生大量的废弃物，例如，农作物收获时残留在农田里的秸秆，农业生产过程中剩余的稻壳、糠皮，林业生产过程中残留的树枝、树叶、木屑和木材加工的边角料等，以及食品加工工业排出的残渣。我国农林废弃物资源丰富，目前，农林废弃物松散地分散在大面积范围内，除少部分的农作物秸秆用于家畜饲料、做饭和取暖外，大部分被作为废弃物弃之于田野。农林废弃物的利用方式有很多，其中农林废弃物的直接燃烧是应用最多的利用方式。然而，长期以来由于农林废弃物直接燃烧能源利用效率低，燃烧温度低，限制了其应用范围。工业生产中的各种窑炉加热需要大量能源，是一个巨大的利用市场，然而对燃料的燃烧温度要求1100℃以上，而采用传统燃烧方法的温度只有600-700℃，农林废弃物的成型燃料的燃烧温度也难以超过1000℃，不能适应工业燃料品质的要求；对农林废弃物常规的气化和液化燃料成本高，不能适应工业燃料经济指标的要求。所以，我国每年产生的7亿吨秸秆和2亿吨林业废料，不能进入工业窑炉燃料这个正适合生物质分散性特点的市场。大多数秸秆在田野被焚烧，造成污染和事故，枯枝落叶和杂草更是任其腐烂。

随着经济持续高速增长、城镇化程度的加快和人们生活水平的提高，生活垃圾产量迅速增加。历年累计堆存的生活垃圾总量多达80亿吨，占用土地5亿立方米、严重污染大气和地下水资源，更有气体爆炸事故的发生。生活垃圾既是土地、水体和大气的污染源，又是可再生利用的资源。随着人们生活水平的提高，生活垃圾中无机物含量降低、有机可燃物含量增多，这为生活垃圾的资源化利用提供了方便。如何实现生活垃圾的资源化处理与利用己成为世界各国所面临的共同问题。目前，生活垃圾的处理技术主要有填埋、焚烧和堆肥。但各种处理技术都有不容忽视的弊端，例如，填埋占地面积大、产生沼气和渗滤液，孽生蚊蝇；焚烧产生剧毒物质、Cd、Hg、Pb等重金属以及HCl、S0₂等酸性气体；堆肥处理时间长、产品中玻璃等杂质影响堆肥质量，肥效不高。

此外，城市下水道污泥也是城市环境污染之一，不仅破坏城市生态，损害投资环境，阻碍城市化进程，影响经济建设可持续发展，而且严重危害着城市周围的大气和水质，威胁着城市居民的生活质量和安全。科学有效的处理好城市下水道污泥，己成为我国关注的焦点问题。而城市下水道污泥的无害化、减量化、资源化、资源化处理，正是当今环保行业突破的方向。

如何有效回收利用各种垃圾和废弃物，是当下一种热门的研究课题，其中，以将各种生活垃圾和农林废弃物制备成生物质燃料最为突出。

中国发明专利于2014年06月25日授权公告了一种复合致密型生物质燃料及其制备方法，公告号为CN 102533382 B。所述的燃料按重量份计，由以下组分制备而成：生活垃圾25-35份、餐厨垃圾5-20份、排水污泥15-25份、人畜粪便15-25份、农林废弃物15-25份；所述的复合致密型生物质燃料采用以下制备方法得到：（1）单独收集各原料，将松树皮、松树枝干和松树叶中的至少一种收集后粉碎，混合，加热至115-170℃，将蒸出的高温松脂蒸汽从收集池底部分别通入生活垃圾、餐厨垃圾、排水污泥和人畜粪便的收集池对其进行除味灭菌处理，松树皮、松树枝和/或松树叶的总用量为收集池内含物重量的1/50-1/100，生活垃圾、餐厨垃圾、排水污泥和人畜粪便的处理时间分别24-28小时、32-36小时、32-42小时及42-48小时；（2）至少对生活垃圾和餐厨垃圾进行分拣，除去塑料及刚性物质；分拣后将各原料粉碎预处理；（3）将步骤（2）所得物料充分混合，取样测硫，按脱硫剂：含硫量为1.2：1-1.8：1的量加入脱硫剂；（4）将加入脱硫剂后的物料加至搓揉装置，对其进行至少一次搓揉；（5）将搓揉后的物料加至成型设备，得复合致密型生物质燃料粗样，干燥，即得复合致密型生物质燃料。

上述专利所得复合致密型生物质燃料能够同时处理生活垃圾、餐厨垃圾、农林废弃物、排水污泥及人畜粪便，并能以湿法常温常压大规模生产且不损失热值。此外，该发明还提供了上述生物质燃料的制备方法，所述方法简单可行，清洁环保、投资和运营成本低，有非常明显的经济效益和环境效益。但是上述专利还存在以下不足之处：