本發(fā)明涉及新能源領域，具體是一種基于農林廢棄物制備生物質液體燃料的方法。
背景技術：
農林廢棄物是農林作物收獲和加工過程中產生大量的廢棄物，例如，農作物收獲時殘留在農田里的秸稈，農業(yè)生產過程中剩余的稻殼、糠皮，林業(yè)生產過程中殘留的樹枝、樹葉、木屑和木材加工的邊角料等，以及食品加工工業(yè)排出的殘渣。我國農林廢棄物資源豐富，目前，農林廢棄物松散地分散在大面積范圍內，除少部分的農作物秸稈用于家畜飼料、做飯和取暖外，大部分被作為廢棄物棄之于田野。農林廢棄物的利用方式有很多，其中農林廢棄物的直接燃燒是應用最多的利用方式。然而，長期以來由于農林廢棄物直接燃燒能源利用效率低，燃燒溫度低，限制了其應用范圍。工業(yè)生產中的各種窯爐加熱需要大量能源，是一個巨大的利用市場，然而對燃料的燃燒溫度要求1100℃以上，而采用傳統燃燒方法的溫度只有600-700℃，農林廢棄物的成型燃料的燃燒溫度也難以超過1000℃，不能適應工業(yè)燃料品質的要求；對農林廢棄物常規(guī)的氣化和液化燃料成本高，不能適應工業(yè)燃料經濟指標的要求。所以，我國每年產生的7億噸秸稈和2億噸林業(yè)廢料，不能進入工業(yè)窯爐燃料這個正適合生物質分散性特點的市場。大多數秸稈在田野被焚燒，造成污染和事故，枯枝落葉和雜草更是任其腐爛。
如何有效回收利用農林廢棄物，是當下一種熱門的研究課題；其中，以將農林廢棄物制備成生物質燃料最為突出。
技術實現要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種基于農林廢棄物制備生物質液體燃料的方法，以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：
一種基于農林廢棄物制備生物質液體燃料的方法，包括以下步驟：
1）選料：以干重計，它包括以下按照重量份的組分：農林廢棄物88份、污泥6-12份、有機硅廢料14-18份、粘合劑3-7份、硫酸鎂1-5份、助燃劑6-10份以及活性纖維素酶4-8份；所述助燃劑，按照重量份的組分為：活性炭70份、納米級二氧化鈦粉7份、五氧化二釩3份、異辛酸鈰2-4份、高氯酸鉀4-8份、海泡石粉3-7份、納米級氧化鎂粉4-8份、高錳酸鈣1-3份；
2）物料粉碎：a、將農林廢棄物進行粗粉碎處理，得到粒徑均不大于5mm的植物碎料；b 、將有機硅廢料進行粗粉碎處理，得到粒徑為2-5mm有機硅碎料；
3）物料混合：將粉碎后的植物碎料、有機硅碎料和污泥并加入粘合劑一起混合均勻，得到含水率62%-72%的混合漿料；
4）物料干燥：a、對混合漿料進行微波處理，微波處理的溫度為110℃-120℃，時間為55 -65 min，冷卻至室溫；
b、向微波處理后的混合漿料中加入助燃劑，混合均勻后晾干，得到含水率為9-11%的半成品；
5）物料汽爆：將上述半成品裝入高壓釜中，在飽和水蒸氣壓力為1.65-1.85MPa條件下蒸煮8-12min，再利用85℃熱水抽提，濾渣在105℃下干燥得到殘渣；
6）物料發(fā)酵：將上述殘渣裝入發(fā)酵罐中，添加硫酸鎂和活性纖維素酶，加入稀鹽酸調節(jié)PH值為4.8-5.2，在28-32℃下發(fā)酵24-36h后抽濾，所得濾液為一種基于農林廢棄物制備的生物質液體燃料；
7）裝罐、低溫保存。
作為本發(fā)明進一步的方案：本發(fā)明包括以下步驟：
1）選料：以干重計，它包括以下按照重量份的組分：農林廢棄物88份、污泥6份、有機硅廢料14份、粘合劑3份、硫酸鎂1份、助燃劑6份以及活性纖維素酶4份；所述助燃劑，按照重量份的組分為：活性炭70份、納米級二氧化鈦粉7份、五氧化二釩3份、異辛酸鈰2份、高氯酸鉀4份、海泡石粉3份、納米級氧化鎂粉4份、高錳酸鈣1份；
2）物料粉碎：a、將農林廢棄物進行粗粉碎處理，得到粒徑均不大于5mm的植物碎料；b 、將有機硅廢料進行粗粉碎處理，得到粒徑為2mm有機硅碎料；
3）物料混合：將粉碎后的植物碎料、有機硅碎料和污泥并加入粘合劑一起混合均勻，得到含水率62%的混合漿料；
4）物料干燥：a、對混合漿料進行微波處理，微波處理的溫度為110℃，時間為55 min，冷卻至室溫；
b、向微波處理后的混合漿料中加入助燃劑，混合均勻后晾干，得到含水率為9%的半成品；
5）物料汽爆：將上述半成品裝入高壓釜中，在飽和水蒸氣壓力為1.65MPa條件下蒸煮8min，再利用85℃熱水抽提，濾渣在105℃下干燥得到殘渣；
6）物料發(fā)酵：將上述殘渣裝入發(fā)酵罐中，添加硫酸鎂和活性纖維素酶，加入稀鹽酸調節(jié)PH值為4.8，在28℃下發(fā)酵24h后抽濾，所得濾液為一種基于農林廢棄物制備的生物質液體燃料；
7）裝罐、低溫保存。
作為本發(fā)明進一步的方案：本發(fā)明包括以下步驟：
1）選料：以干重計，它包括以下按照重量份的組分：農林廢棄物88份、污泥9份、有機硅廢料16份、粘合劑5份、硫酸鎂3份、助燃劑8份以及活性纖維素酶6份；所述助燃劑，按照重量份的組分為：活性炭70份、納米級二氧化鈦粉7份、五氧化二釩3份、異辛酸鈰3份、高氯酸鉀6份、海泡石粉5份、納米級氧化鎂粉6份、高錳酸鈣2份；
2）物料粉碎：a、將農林廢棄物進行粗粉碎處理，得到粒徑均不大于5mm的植物碎料；b 、將有機硅廢料進行粗粉碎處理，得到粒徑為3mm有機硅碎料；
3）物料混合：將粉碎后的植物碎料、有機硅碎料和污泥并加入粘合劑一起混合均勻，得到含水率67%的混合漿料；
4）物料干燥：a、對混合漿料進行微波處理，微波處理的溫度為115℃，時間為60min，冷卻至室溫；
b、向微波處理后的混合漿料中加入助燃劑，混合均勻后晾干，得到含水率為10%的半成品；
5）物料汽爆：將上述半成品裝入高壓釜中，在飽和水蒸氣壓力為1.75MPa條件下蒸煮10min，再利用85℃熱水抽提，濾渣在105℃下干燥得到殘渣；
6）物料發(fā)酵：將上述殘渣裝入發(fā)酵罐中，添加硫酸鎂和活性纖維素酶，加入稀鹽酸調節(jié)PH值為5，在30℃下發(fā)酵30h后抽濾，所得濾液為一種基于農林廢棄物制備的生物質液體燃料；
7）裝罐、低溫保存。
作為本發(fā)明進一步的方案：本發(fā)明包括以下步驟：
1）選料：以干重計，它包括以下按照重量份的組分：農林廢棄物88份、污泥12份、有機硅廢料18份、粘合劑7份、硫酸鎂5份、助燃劑10份以及活性纖維素酶8份；所述助燃劑，按照重量份的組分為：活性炭70份、納米級二氧化鈦粉7份、五氧化二釩3份、異辛酸鈰4份、高氯酸鉀8份、海泡石粉7份、納米級氧化鎂粉8份、高錳酸鈣3份；
2）物料粉碎：a、將農林廢棄物進行粗粉碎處理，得到粒徑均不大于5mm的植物碎料；b 、將有機硅廢料進行粗粉碎處理，得到粒徑為5mm有機硅碎料；
3）物料混合：將粉碎后的植物碎料、有機硅碎料和污泥并加入粘合劑一起混合均勻，得到含水率72%的混合漿料；
4）物料干燥：a、對混合漿料進行微波處理，微波處理的溫度為120℃，時間為65 min，冷卻至室溫；
b、向微波處理后的混合漿料中加入助燃劑，混合均勻后晾干，得到含水率為11%的半成品；
5）物料汽爆：將上述半成品裝入高壓釜中，在飽和水蒸氣壓力為1.85MPa條件下蒸煮12min，再利用85℃熱水抽提，濾渣在105℃下干燥得到殘渣；
6）物料發(fā)酵：將上述殘渣裝入發(fā)酵罐中，添加硫酸鎂和活性纖維素酶，加入稀鹽酸調節(jié)PH值為5.2，在32℃下發(fā)酵36h后抽濾，所得濾液為一種基于農林廢棄物制備的生物質液體燃料；
7）裝罐、低溫保存。
作為本發(fā)明進一步的方案：所述步驟5）中物料汽爆的溫度為140-400℃。
作為本發(fā)明進一步的方案：所述步驟6）中物料發(fā)酵的溫度為200-400℃。
與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：
（1）本生物質液體燃料的燃燒溫度高，可達1400-1450℃，燃燒效率相比普通生物質燃料提高了25-32%左右；熱值可達5450-5550千卡/千克，每噸生物質燃料相當于1.1噸標準煤；燃燒尾氣均符合國家相關規(guī)定，且除硫率可達96.2%，除硝率可達92.3%；
（2）本發(fā)明為國民經濟生產提供了一種低成本的高溫能源，能夠滿足大多數工業(yè)加熱、窯爐燃料等的溫度要求，使得生物質燃料能廣泛應用于工業(yè)能源領域，例如，火力發(fā)電、金屬熔煉、海水淡化、城鎮(zhèn)取暖、石灰燒制、熱制空調、工業(yè)加熱，其應用前景極為廣闊；
（3）本發(fā)明的制備方法合理科學，成本低，產品質量好，節(jié)能環(huán)保，效率高等。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。
實施例1
一種基于農林廢棄物制備生物質液體燃料的方法，包括以下步驟：
1）選料：以干重計，它包括以下按照重量份的組分：農林廢棄物88份、污泥6份、有機硅廢料14份、粘合劑3份、硫酸鎂1份、助燃劑6份以及活性纖維素酶4份；所述助燃劑，按照重量份的組分為：活性炭70份、納米級二氧化鈦粉7份、五氧化二釩3份、異辛酸鈰2份、高氯酸鉀4份、海泡石粉3份、納米級氧化鎂粉4份、高錳酸鈣1份；
2）物料粉碎：a、將農林廢棄物進行粗粉碎處理，得到粒徑均不大于5mm的植物碎料；b 、將有機硅廢料進行粗粉碎處理，得到粒徑為2mm有機硅碎料；
3）物料混合：將粉碎后的植物碎料、有機硅碎料和污泥并加入粘合劑一起混合均勻，得到含水率62%的混合漿料；
4）物料干燥：a、對混合漿料進行微波處理，微波處理的溫度為110℃，時間為55 min，冷卻至室溫；
b、向微波處理后的混合漿料中加入助燃劑，混合均勻后晾干，得到含水率為9%的半成品；
5）物料汽爆：將上述半成品裝入高壓釜中，在飽和水蒸氣壓力為1.65MPa條件下蒸煮8min，再利用85℃熱水抽提，濾渣在105℃下干燥得到殘渣；
6）物料發(fā)酵：將上述殘渣裝入發(fā)酵罐中，添加硫酸鎂和活性纖維素酶，加入稀鹽酸調節(jié)PH值為4.8，在28℃下發(fā)酵24h后抽濾，所得濾液為一種基于農林廢棄物制備的生物質液體燃料；
7）裝罐、低溫保存。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，本發(fā)明的步驟5）中物料汽爆的溫度為140-400℃。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，本發(fā)明的步驟6）中物料發(fā)酵的溫度為200-400℃。
實施例2
一種基于農林廢棄物制備生物質液體燃料的方法，包括以下步驟：
1）選料：以干重計，它包括以下按照重量份的組分：農林廢棄物88份、污泥9份、有機硅廢料16份、粘合劑5份、硫酸鎂3份、助燃劑8份以及活性纖維素酶6份；所述助燃劑，按照重量份的組分為：活性炭70份、納米級二氧化鈦粉7份、五氧化二釩3份、異辛酸鈰3份、高氯酸鉀6份、海泡石粉5份、納米級氧化鎂粉6份、高錳酸鈣2份；
2）物料粉碎：a、將農林廢棄物進行粗粉碎處理，得到粒徑均不大于5mm的植物碎料；b 、將有機硅廢料進行粗粉碎處理，得到粒徑為3mm有機硅碎料；
3）物料混合：將粉碎后的植物碎料、有機硅碎料和污泥并加入粘合劑一起混合均勻，得到含水率67%的混合漿料；
4）物料干燥：a、對混合漿料進行微波處理，微波處理的溫度為115℃，時間為60min，冷卻至室溫；
b、向微波處理后的混合漿料中加入助燃劑，混合均勻后晾干，得到含水率為10%的半成品；
5）物料汽爆：將上述半成品裝入高壓釜中，在飽和水蒸氣壓力為1.75MPa條件下蒸煮10min，再利用85℃熱水抽提，濾渣在105℃下干燥得到殘渣；
6）物料發(fā)酵：將上述殘渣裝入發(fā)酵罐中，添加硫酸鎂和活性纖維素酶，加入稀鹽酸調節(jié)PH值為5，在30℃下發(fā)酵30h后抽濾，所得濾液為一種基于農林廢棄物制備的生物質液體燃料；
7）裝罐、低溫保存。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，本發(fā)明的步驟5）中物料汽爆的溫度為140-400℃。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，本發(fā)明的步驟6）中物料發(fā)酵的溫度為200-400℃。
實施例3
一種基于農林廢棄物制備生物質液體燃料的方法，包括以下步驟：
1）選料：以干重計，它包括以下按照重量份的組分：農林廢棄物88份、污泥12份、有機硅廢料18份、粘合劑7份、硫酸鎂5份、助燃劑10份以及活性纖維素酶8份；所述助燃劑，按照重量份的組分為：活性炭70份、納米級二氧化鈦粉7份、五氧化二釩3份、異辛酸鈰4份、高氯酸鉀8份、海泡石粉7份、納米級氧化鎂粉8份、高錳酸鈣3份；
2）物料粉碎：a、將農林廢棄物進行粗粉碎處理，得到粒徑均不大于5mm的植物碎料；b 、將有機硅廢料進行粗粉碎處理，得到粒徑為5mm有機硅碎料；
3）物料混合：將粉碎后的植物碎料、有機硅碎料和污泥并加入粘合劑一起混合均勻，得到含水率72%的混合漿料；
4）物料干燥：a、對混合漿料進行微波處理，微波處理的溫度為120℃，時間為65 min，冷卻至室溫；
b、向微波處理后的混合漿料中加入助燃劑，混合均勻后晾干，得到含水率為11%的半成品；
5）物料汽爆：將上述半成品裝入高壓釜中，在飽和水蒸氣壓力為1.85MPa條件下蒸煮12min，再利用85℃熱水抽提，濾渣在105℃下干燥得到殘渣；
6）物料發(fā)酵：將上述殘渣裝入發(fā)酵罐中，添加硫酸鎂和活性纖維素酶，加入稀鹽酸調節(jié)PH值為5.2，在32℃下發(fā)酵36h后抽濾，所得濾液為一種基于農林廢棄物制備的生物質液體燃料；
7）裝罐、低溫保存。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，本發(fā)明的步驟5）中物料汽爆的溫度為140-400℃。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，本發(fā)明的步驟6）中物料發(fā)酵的溫度為200-400℃。
檢測實驗
（1）以實施例1-3制備的燃料和普通農林廢棄物如松樹樹枝，利用燃料流態(tài)化的特點和粉塵爆炸的原理，將燃料通過氣體輸送實現燃料和成比例的空氣爐外均勻混合，實現生物質的流態(tài)化喂入生物質燃料燃燒爐中燃燒。
（1.1）經檢測燃燒溫度發(fā)現：實施例1-3制備的生物質液體燃料的燃燒溫度可達1400-1450℃；普通農林廢棄物如松樹樹枝的燃燒溫度僅能達到880℃，且升溫速度顯著低于實施例1-3；
（1.2）經檢測燃燒尾氣發(fā)現：實施例1-3制備的生物質液體燃料的燃燒尾氣均符合國家相關規(guī)定，且除硫率可達96.2%，除硝率可達92.3%；普通農林廢棄物如松樹樹枝的燃燒尾氣均不能滿足國家相關規(guī)定。
（1.3）經檢測燃料熱值發(fā)現：實施例1-3制備的生物質液體燃料的熱值為5450-5550千卡/千克，每噸生物質液體燃料相當于1.1噸標準煤；普通農林廢棄物如松樹樹枝的熱值不足3200千卡/千克。
上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利并不限于上述實施方式，在本領域的普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下做出各種變化。