一種農(nóng)作物廢秸稈資源化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種農(nóng)作物廢秸稈資源化方法：包括如下步驟：(1)秸稈的粉碎，將秸稈切成長(zhǎng)度為3-15cm，進(jìn)行蒸汽爆破，條件為0.2-2.0MPa，維壓時(shí)間為0.5-1min的條件下汽爆處理；(2)發(fā)酵，汽爆處理后進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵條，發(fā)酵件為：加入氨水、蛋白胨、麩皮，花生末，調(diào)節(jié)C/N為20-30(摩爾比)，然后接入沼氣池中的活性淤泥；發(fā)酵溫度為20-55℃，發(fā)酵周期為10-20天；產(chǎn)生可燃?xì)怏w；(3)將發(fā)酵后的廢渣擠壓除去部分水分，與未發(fā)酵的粉碎秸稈、磷酸和氯化鉀混合；干燥至水份≤10％，然后擠壓成型、炭化、蒸汽活化，冷卻后粉碎獲得活性炭；擠壓成型的原料中：發(fā)酵后的廢渣為90-95％；未發(fā)酵的粉碎秸稈為5-10％；磷酸或氯化鉀1-5％；余量為水；所述的秸稈為小麥、水稻、玉米、大豆等農(nóng)作物秸稈。
【專利說(shuō)明】一種農(nóng)作物廢秸稈資源化方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種農(nóng)作物廢秸桿資源化方法。

【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，廣大農(nóng)村每到收獲季節(jié)，都會(huì)產(chǎn)生大量的植物秸桿。由于農(nóng)村的大部分青狀年人全部進(jìn)城打工，勞動(dòng)力缺乏，植物秸桿回收工作量大，回收的秸桿再利用價(jià)值低，只好直接在田間焚燒。由于焚燒秸桿造成的煙霧，使飛機(jī)不能降落，高速公路事故頻發(fā)，空氣嚴(yán)重污染，造成呼吸道疾病急增。為了禁燒秸桿，各級(jí)政府每年都花費(fèi)了大量精力嚴(yán)查焚燒。國(guó)家每年都投入大量資金，推廣秸桿氣化和秸桿沼氣技術(shù)。
[0003]利用農(nóng)作物秸桿生產(chǎn)沼氣的現(xiàn)有技術(shù)很多，例如中國(guó)專利號(hào)“200810141177.8”公開(kāi)了一種利用秸桿干式發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的工藝，
【公開(kāi)日】為2009年01月07日，其步驟是:一、用粉碎機(jī)將秸桿粉碎至2-8mm，二、將秸桿碎料經(jīng)輸送機(jī)送至預(yù)處理池，并在預(yù)處理池內(nèi)加入40-53°C的熱水和秸桿發(fā)酵劑進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理池的秸桿碎料和厭氧消化器回流的沼液，按2: 1的比例混合，攪拌后秸桿料液含固率為20-35%;三、用污泥泵把秸桿料液等量地輸送于厭氧消化器頂部，發(fā)酵溫度為40-53°C ;四、發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣，經(jīng)氣液分離、凈化提純?yōu)榍鍧嵢剂稀?br> [0004]目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重，嚴(yán)重威脅人類的健康。一是農(nóng)作物秸桿、稻谷加工后的谷殼被大量焚燒，盡管國(guó)家有關(guān)部門多次下文禁止焚燒秸桿、谷殼，但由于農(nóng)村的秸桿、谷殼用途有限，故累禁不止，每年仍然有大量的秸桿、谷殼被焚燒，嚴(yán)重污染了大氣環(huán)境。二是未經(jīng)處理的禽畜糞便任意排入江河湖泊，造成水質(zhì)污濁，生化需氧量(B0D)負(fù)荷增加，威脅魚類、貝類和藻類的生存；同時(shí)，農(nóng)業(yè)廢棄物污染灌溉用水，使水中的氨氮和蛋白氮含量過(guò)高，地下蓄水層中產(chǎn)生過(guò)量的硝酸鹽，危害作物生長(zhǎng)，并孳生大量蒼蠅和其他害蟲，嚴(yán)重危害人類健康。三是我國(guó)種植業(yè)由于多少年來(lái)過(guò)量使用化肥和農(nóng)藥，導(dǎo)致土壤板結(jié)、地力下降、病蟲害猖獗、農(nóng)業(yè)環(huán)境受到污染。如何綜合利用秸桿、谷殼、禽畜糞便，變廢為寶，是當(dāng)前肥料制造業(yè)和環(huán)保業(yè)共同關(guān)注的難題。近年來(lái)，一些肥料生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)始利用秸桿、稻谷開(kāi)發(fā)有機(jī)肥，這類肥料施用后，大量的有機(jī)質(zhì)既可以有效改良土壤，避免農(nóng)民過(guò)度使用化肥而導(dǎo)致土壤板結(jié)，又可以改善農(nóng)業(yè)環(huán)境污染。
[0005]有限的石油資源是不能盛負(fù)的日益增加的機(jī)動(dòng)車輛的需要。隨著機(jī)械化的強(qiáng)勁增力口。不久的將來(lái)，地球有限的石油資源將被耗盡?？墒?，石油不僅擔(dān)負(fù)供給機(jī)動(dòng)車輛的燃油。而且還要承擔(dān)不及代替的廣泛的化工原料及60億以上人的穿衣等等。現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)原油告急信號(hào)，燃油價(jià)格已經(jīng)高出比人們想象的價(jià)位，而且已經(jīng)超出食用油價(jià)格許多。這就預(yù)示著依賴石油和儲(chǔ)存并不豐富的天然氣依靠付出昂貴的外匯進(jìn)口為機(jī)動(dòng)車輛和取暖、做飯的主要燃料急需開(kāi)發(fā)新的能源迫在眉睫。農(nóng)民將收割后的莊稼秸桿都用火白白的燒毀。不但降低農(nóng)民收入，而且造成嚴(yán)重環(huán)境污染，由于濃煙有時(shí)給高速公路造成嚴(yán)重事故和關(guān)閉、飛機(jī)無(wú)法起降，燒過(guò)的秸桿灰在有風(fēng)吹刮的天氣時(shí)，給居民和行人及在農(nóng)田作業(yè)的農(nóng)民均造成極大痛苦。造成環(huán)境污染。還浪費(fèi)了資源。
[0006]根據(jù)用途不同，可分別用木、竹、果殼、獸骨、泥煤、褐煤等作為制造活性炭的原料。通常，把木屑、木炭作為主要原料，每噸活性炭需耗用木材4立方米左右，而隨著木材資源日趨緊缺，使得活性炭的制造成本不斷增加，另外，我國(guó)用薯干發(fā)酵檸檬酸的廠家每年約產(chǎn)廢渣10?12.5萬(wàn)噸，目前尚未有理想的處理方法，造成環(huán)境污染。。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提出一種農(nóng)作物廢秸桿資源化方法。
[0008]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0009]一種農(nóng)作物廢秸桿資源化方法:其特征在于包括如下步驟:
[0010](I)、秸桿的粉碎，將秸桿切成長(zhǎng)度為3-15cm，進(jìn)行蒸汽爆破，條件為0.2-2.0MPa,維壓時(shí)間為0.5-lmin的條件下汽爆處理；
[0011](2)、發(fā)酵，汽爆處理后進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵條，發(fā)酵件為:加入氨水、蛋白胨、麩皮，花生末，調(diào)節(jié)C/N為20-30 (摩爾比)，然后接入沼氣池中的活性淤泥；發(fā)酵溫度為20-55 °C，發(fā)酵周期為10-20天；產(chǎn)生可燃?xì)怏w；
[0012](3)、將發(fā)酵后的廢渣擠壓除去部分水分，與未發(fā)酵的粉碎秸桿、磷酸和氯化鉀混合；干燥至水份< 10%，然后擠壓成型、炭化、蒸汽活化，冷卻后粉碎獲得活性炭；
[0013]擠壓成型的原料中:發(fā)酵后的廢渣為90-95% ;未發(fā)酵的粉碎秸桿為5-10% ;磷酸或氯化鉀1-5% ;余量為水；所述的秸桿為小麥、水稻、玉米、大豆等農(nóng)作物秸桿。
[0014]炭化步驟中炭化條件為炭化溫度控制在600_800°C，時(shí)間為30-60分鐘。
[0015]蒸汽活化步驟采用固定床式活化爐，將碳化后的原料填入活化爐中，活化溫度為400-500°C，進(jìn)活化爐蒸汽壓力為0.2MPa，活化時(shí)間20分鐘。
[0016]本申請(qǐng)的有益效果為:
[0017]充分利用了農(nóng)作物秸桿，不產(chǎn)生廢物；
[0018]利用氣爆技術(shù)隊(duì)秸桿進(jìn)行預(yù)處理，使秸桿纖維結(jié)構(gòu)發(fā)生部分分解，有利于產(chǎn)甲烷菌的生長(zhǎng)，產(chǎn)甲烷效率高；
[0019]用分發(fā)明方法獲得的活性炭吸附效率高，可以用于醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域。

【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1
[0021](I)、秸桿的粉碎，將秸桿切成長(zhǎng)度為3cm，進(jìn)行蒸汽爆破，條件為2.0MPa，維壓時(shí)間為Imin的條件下汽爆處理；
[0022](2)、發(fā)酵，汽爆處理后進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵條，發(fā)酵件為:加入氨水、蛋白胨、麩皮，花生末，調(diào)節(jié)C/N為30 (摩爾比)，然后接入沼氣池中的活性淤泥，接種量為秸桿重量的20%;發(fā)酵溫度為55°C，發(fā)酵周期為10天，固液比為1: 3-1: 6;產(chǎn)生可燃?xì)怏w；
[0023](3)、將發(fā)酵后的廢渣擠壓除去部分水分，與未發(fā)酵的粉碎秸桿、磷酸和氯化鉀混合；干燥至水份4%，然后擠壓成型、炭化、蒸汽活化，冷卻后粉碎獲得活性炭；
[0024]擠壓成型的原料中:發(fā)酵后的廢渣為90% ;未發(fā)酵的粉碎秸桿為5% ;磷酸或氯化鉀1% ;所述的秸桿為小麥秸桿。
[0025]2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:炭化步驟中炭化條件為炭化溫度控制在800°C，時(shí)間為60分鐘?；罨瘻囟葹?00°C，進(jìn)活化爐蒸汽壓力為0.2MPa，活化時(shí)間20分鐘。
[0026]實(shí)施例2
[0027](I)、秸桿的粉碎，將秸桿切成長(zhǎng)度為15cm，進(jìn)行蒸汽爆破，條件為2.0MPa,維壓時(shí)間為Imin的條件下汽爆處理；
[0028](2)、發(fā)酵，汽爆處理后進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵條，發(fā)酵件為:加入氨水、蛋白胨、麩皮，花生末，調(diào)節(jié)C/N為20 (摩爾比)，然后接入沼氣池中的活性淤泥，接種量為秸桿重量的30%;發(fā)酵溫度為20°C，發(fā)酵周期為20天，產(chǎn)生可燃?xì)怏w；
[0029](3)、將發(fā)酵后的廢渣擠壓除去部分水分，與未發(fā)酵的粉碎秸桿、磷酸和氯化鉀混合；干燥至水份5%，然后擠壓成型、炭化、蒸汽活化，冷卻后粉碎獲得活性炭；擠壓成型的原料中:發(fā)酵后的廢渣為90% ;未發(fā)酵的粉碎秸桿為5% ;磷酸或氯化鉀1% ;余量為水；所述的秸桿為玉米秸桿。炭化步驟中炭化條件為炭化溫度控制在600°C，時(shí)間為60分鐘?；罨瘻囟葹?00°C，進(jìn)活化爐蒸汽壓力為0.2MPa，活化時(shí)間20分鐘。
[0030]實(shí)施例3
[0031](I)、秸桿的粉碎，將秸桿切成長(zhǎng)度為10cm，進(jìn)行蒸汽爆破，條件為2.0MPa,維壓時(shí)間為Imin的條件下汽爆處理；
[0032](2)、發(fā)酵，汽爆處理后進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵條，發(fā)酵件為:加入氨水、蛋白胨、麩皮，花生末，調(diào)節(jié)C/N為25 (摩爾比)，然后接入沼氣池中的活性淤泥；發(fā)酵溫度為37°C，發(fā)酵周期為15天；產(chǎn)生可燃?xì)怏w；
[0033](3)、將發(fā)酵后的廢渣擠壓除去部分水分，與未發(fā)酵的粉碎秸桿、磷酸和氯化鉀混合；干燥至水份1%，然后擠壓成型、炭化、蒸汽活化，冷卻后粉碎獲得活性炭；擠壓成型的原料中:發(fā)酵后的廢渣為90% ;未發(fā)酵的粉碎秸桿為6% ;磷酸或氯化鉀4% ;余量為水；所述的秸桿為大豆農(nóng)作物秸桿。炭化步驟中炭化條件為炭化溫度控制在800°C，時(shí)間為360分鐘。蒸汽活化步驟采用固定床式活化爐，將碳化后的原料填入火化爐中，活化溫度為500°C，進(jìn)活化爐蒸汽壓力為0.2MPa，活化時(shí)間20分鐘。
[0034]實(shí)施例4
[0035](I)、秸桿的粉碎，將秸桿切成長(zhǎng)度為12cm，進(jìn)行蒸汽爆破，條件為2.0MPa,維壓時(shí)間為0.5min的條件下汽爆處理；
[0036](2)、發(fā)酵，汽爆處理后進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵條，發(fā)酵件為:加入氨水、蛋白胨、麩皮，花生末，調(diào)節(jié)C/N為25 (摩爾比)，然后接入沼氣池中的活性淤泥；發(fā)酵溫度為37°C，發(fā)酵周期為15天；產(chǎn)生可燃?xì)怏w；
[0037](3)、將發(fā)酵后的廢渣擠壓除去部分水分，與未發(fā)酵的粉碎秸桿、磷酸和氯化鉀混合；干燥至水份1%，然后擠壓成型、炭化、蒸汽活化，冷卻后粉碎獲得活性炭；擠壓成型的原料中:發(fā)酵后的廢渣為90% ;未發(fā)酵的粉碎秸桿為6% ;磷酸或氯化鉀4% ;余量為水；所述的秸桿為水稻農(nóng)作物秸桿。炭化步驟中炭化條件為炭化溫度控制在800°C，時(shí)間為360分鐘。蒸汽活化步驟采用固定床式活化爐，將碳化后的原料填入火化爐中，活化溫度為500°C，進(jìn)活化爐蒸汽壓力為0.2MPa，活化時(shí)間20分鐘。
【權(quán)利要求】
1.一種農(nóng)作物廢秸桿資源化方法:其特征在于包括如下步驟: (1)、秸桿的粉碎，將秸桿切成長(zhǎng)度為3-15cm，進(jìn)行蒸汽爆破，條件為0.2-2.0MPa，維壓時(shí)間為0.5-lmin的條件下汽爆處理； (2)、發(fā)酵，汽爆處理后進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵條，發(fā)酵件為:加入氨水、蛋白胨、麩皮，花生末，調(diào)節(jié)C/N為20-30 (摩爾比)，然后接入沼氣池中的活性淤泥；發(fā)酵溫度為20-55°C，發(fā)酵周期為10-20天；產(chǎn)生可燃?xì)怏w； (3)、將發(fā)酵后的廢渣擠壓除去部分水分，與未發(fā)酵的粉碎秸桿、磷酸和氯化鉀混合；干燥至水份< 10%，然后擠壓成型、炭化、蒸汽活化，冷卻后粉碎獲得活性炭； 擠壓成型的原料中:發(fā)酵后的廢渣為90-95% ;未發(fā)酵的粉碎秸桿為5-10% ;磷酸或氯化鉀1-5% ;余量為水；所述的秸桿為小麥、水稻、玉米、大豆等農(nóng)作物秸桿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:炭化步驟中炭化條件為炭化溫度控制在600-800°C，時(shí)間為 30-60 分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:蒸汽活化步驟采用固定床式活化爐，將碳化后的原料填入活化爐中，活化溫度為400-500°C，進(jìn)活化爐蒸汽壓力為0.2MPa，活化時(shí)間20分鐘。
【文檔編號(hào)】C02F11/04GK104445187SQ201410614705
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】華文蔚 申請(qǐng)人:華文蔚