CN100402632C - 牛粪裂解制气工艺 - Google Patents
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Abstract
一种牛粪裂解制气工艺，包括如下步骤：(1)将牛粪脱水干燥；(2)将脱水干燥后的牛粪与秸秆、稻壳按下述重量比混合：牛粪：60～80%、秸秆：10～20%、稻壳：10～20%；(3)将混合物送入裂解炉裂解；(4)将产生的可燃气体进行冷却；(5)将冷却后的气体进行除尘，去除杂质；(6)去除焦油，即制得所需气体。本发明用于处理牛粪，不仅可以将牛粪进行有效的处理，而且将能源得到了充分利用，牛粪经过本发明工艺处理后每吨干牛粪可产生1000M3可燃气体，废弃物极少，且均为固体物，体积小，是一种环保型处理工艺。产生的可燃气体既可直接燃烧，也可用于发电。
Description
技术领域
本发明涉及一种牛粪的利用及可燃气体的制备工艺，具体说明是一种牛粪裂解制气工艺。
背景技术
目前国内外牛粪的资源化利用主要有如下几种方式。
1、堆肥
牛粪作为一种动物性有机肥料，是一种宝贵的资源。牛采食量大，每天所排出的粪、尿也比其他家畜多。一头成年牛，每昼夜排粪量达42.9kg(幅度为28.4～48.1kg)，每昼夜排尿量为10.2kg(幅度为6.5～14.1kg)，再加上垫草，每年可生产优质有机肥料约20t。一头牛年排粪量折合化肥数量为硫酸铵261kg，过磷酸钙78.2kg，硫酸钾86.88kg。农作物施用牛粪尿还具有改良土壤结构和保存水分的作用，改善农业生态环境。如果加工成生物有机肥，其经济效益将是直接出售牛粪的18倍。
不足之处是牛粪质地致密，成分与猪粪相似，牛粪中含水量高(50％左右)，通气性差，分解缓慢，发酵温度低，肥效迟缓，故习称牛粪为“冷性肥料”。
2、作为燃料
我国不少地区尤其是一些牧区，大多数当地牧民仍旧在沿袭着古老的能源利用方式——烧牛粪。牛粪被当作一种燃料，用来作为生活燃料，进行取暖、烧饭。
牛粪当作燃料燃烧存在的主要问题是会产生大量的有害气体，污染环境，能量利用率低，生物质能浪费严重。
3、制沼气
牛粪的热值高达3907J/m3，因此已有将牛粪烘干后通过发酵来生产沼气的作法。这种牛粪的利用方式不仅对环境不会带来危害，而且将废弃物资源得到了充分利用，是一种环保型处理工艺。但是这种处理法存在能源利用率低，产生的废弃物数量大，还需进行二次处理的问题。
发明内容
本发明要解决的就是目前的牛粪没有得到充分有效的利用以及现有的牛粪制气工艺存在的能源利用率低，产生的废弃物数量大，还需进行二次处理的问题。
本发明采用如下技术方案利用牛粪来生产可燃气体：
1、将牛粪脱水干燥至含水量为11～18％；
2、将脱水干燥后的牛粪与秸杆、稻壳按下述重量比混合：
牛粪：60～80％、秸杆：10～20％、稻壳：10～20％
3、将混合物送入裂解炉裂解，在温度为650～850℃，氧气含量为3～8％，裂解区压力为0.05～0.15大气压的条件下裂解；
4、将裂解产生的可燃气体进行冷却；
5、将冷却后的气体进行除尘，去除杂质；
6、去除焦油，即制得所需气体。
步骤1牛粪的脱水干燥可采用高速甩干机甩干、烘干机烘干或自然晒干三种方式中的任意一种，也可组合使用。
步骤3采用的是下吸式裂解炉。
步骤4中的冷却方式既可以是空冷也可以是水冷。经步骤4冷却后可燃气体的温度应降至200℃以下。
步骤5可采用旋风除尘法或喷雾法中的任意一种，也可两者结合使用。通过步骤5中应去除可燃气体中粒径15μm以上的杂质颗粒。
步骤6可使用锯木屑或其他滤材如米糠、麸皮等对可燃气体进行除尘。通过步骤6应除去可燃气体中90％以上的焦油。
本发明用于处理牛粪，不仅可以将牛粪进行有效的处理，而且将能源得到了充分利用，牛粪经过本发明工艺处理后每吨干牛粪可产生1200～1800M3可燃气体，废弃物极少，且均为固体物，体积小，是一种环保型处理工艺。产生的可燃气体即可直接燃烧，也可用于发电。
经检测，采用本发明所述之工艺制备出来的可燃气体的成份如下：
O2：2～6％
H2：10～18％
N2：50～65％
CO：12～20％
CH4：1～3％
CO2：13～17％
(2)热值
高位热值：3.2～4.7KJ/M3
低位热值：2.6～4.3KJ/M3
(3)气体发生率
1KG干牛粪可产生1.2～1.8M3气体
具体实施方式：
实施例1：
(1)工艺过程
牛粪经过10～15天自然晒干后，含水率为12～15％。将其与秸杆、稻壳(比例为75∶15∶10)混合后通过螺杆输送机由上部送入裂解炉，经过裂解处理，将产生的可燃气体通过循环水进行冷却，对冷却后的气体进行除尘，去除杂质，通过锯木屑去除焦油，即可制得一定热值的气体。
(2)实施效果
气体成分：O2：2～6％，H2：10～18％，N2：50～65％，CO：12～20％，CH4：1～3％，CO2：13～17％。
气体热值
高位热值：3.8～4.7KJ/M3
低位热值：2.8～4.4KJ/M3
气体发生率：1KG干牛粪可产生约1M3气体
实施例2：
(1)工艺过程
牛粪经过高速甩干机甩干后，含水率为14～18％。将其与秸杆、稻壳(比例为70∶15∶15)混合后通过螺杆输送机由上部送入裂解炉，经过裂解处理，将产生的可燃气体通过循环水进行冷却，对冷却后的气体进行除尘，去除杂质，通过锯木屑去除焦油，即可制得一定热值的气体。
(2)实施效果
气体成分：O2：2～6％，H2：10～18％，N2：50～65％，CO：12～20％，CH4：1～3％，CO2：13～17％。
气体热值
高位热值：3.1～4.5KJ/M3
低位热值：2.6～4.0KJ/M3
气体发生率：1KG干牛粪可产生1M3气体
实施例3：
1)工艺过程
牛粪经过烘干机烘干后，含水率为16～18％。将其与秸杆、稻壳(比例为80∶10∶10)混合后通过螺杆输送机由上部送入裂解炉，经过裂解处理，将产生的可燃气体通过循环水进行冷却，对冷却后的气体进行除尘，去除杂质，通过锯木屑去除焦油，即可制得一定热值的气体。
(2)实施效果
气体成分：O2：2～6％，H2：10～18％，N2：50～65％，CO：12～20％，CH4：1～3％，CO2：13～17％。
气体热值
高位热值：3.4～4.6KJ/M3
低位热值：2.7～4.2KJ/M3
气体发生率：1KG干牛粪可产生1M3气体。
Claims (9)
1.牛粪裂解制气工艺，其特征在于包括如下步骤：
(1)将牛粪脱水干燥至含水量为11～18％；
(2)将脱水干燥后的牛粪与秸杆、稻壳按下述重量比混合：
牛粪：60～80％、秸杆：10～20％、稻壳：10～20％
(3)将混合物送入裂解炉，在温度为650～850℃，氧气含量为3～8％，裂解区压力为0.05～0.15大气压的条件下裂解；
(4)将裂解产生的可燃气体进行冷却；
(5)将冷却后的气体进行除尘，去除杂质；
(6)去除焦油，即制得所需气体；
2.如权利要求1所述的牛粪制气工艺，其特征在于牛粪的脱水干燥可采用高速甩干机甩干、烘干机烘干或自然晒干三种方式中的任意一种，也可组合使用。
3.如权利要求1所述的牛粪制气工艺，其特征在于步骤(3)中采用的是下吸式裂解炉。
4.如权利要求1所述的牛粪制气工艺，其特征在于步骤(4)中的冷却方式既可以是空冷也可以是水冷。
5.如权利要求1所述的牛粪制气工艺，其特征在于经步骤(4)冷却后可燃气体的温度应降至200℃以下。
6.如权利要求1所述的牛粪制气工艺，其特征在于步骤(5)可采用旋风除尘法或喷雾法中的任意一种，也可两者结合使用。
7.如权利要求1或6所述的牛粪制气工艺，其特征在于通过步骤(5)中应去除可燃气体中粒径15μm以上的杂质颗粒。
8.如权利要求1所述的牛粪制气工艺，其特征在于通过步骤(6)可使用锯木屑或其他滤材如米糠、麸皮对可燃气体进行除尘。
9.如权利要求1所述的牛粪制气工艺，其特征在于通过步骤(6)应除去可燃气体中90％以上的焦油。
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