[发明专利]生物质资源生态化利用与能源化利用的耦合方法及系统

说明书

本发明公开了一种生物质资源生态化利用与能源化利用的耦合方法及系统，包括：将植物残体进行分离，分离出湿料和有机质；将湿料烘干，制得净料；将净料粉碎，制得碎料；将碎料进行第一处理和燃料化利用，制得燃料；将有机质和动物便溺进行第二处理，制得沼气和肥料；经过烘干后的低温过热蒸汽用于供热。本发明的方法各步骤相互影响互补、具有生态环境友好性，将生物质加工成碎料加以利用，减少污染排放量。通过分离，将植物残体中杂土和离子分离，避免土壤有机质流失，保持地力，持续产出生物资源。本发明还具有较高的经济效益，通过水洗处理产出的燃料，杂质降低，产出高质量燃料，热值升高，燃烧效果好。将烘干后的余热再次利用，经济性好。

技术领域

本发明属于能源利用技术领域，尤其涉及一种生物质资源生态化利用与能源化利用的耦合方法及系统。

背景技术

目前，生物质的利用是在路边燃烧或直接充当燃料，燃烧后得到的草木灰回田回林，但是这种做法，一方面，随意在路边燃烧，会导致空气温室气体无序排放，容易造成空气污染，另一方面，随意在路边燃烧，容易造成火灾，并且，燃烧的这部分热能就会浪费掉，既不环保，又不安全。需要一种有效及环保的处理方式。生物质能源化利用过程中会产生土壤有机质及微量元素的流失问题，同时生物质中K、Cl、S、N等元素对燃料燃烧、排放、积灰、腐蚀等会产生不利影响。肥料化利用以还田作为主要利用方式，生物质过度还田可能会产生土壤的碳氮失衡、加剧病害等问题，并且受北方地区气候因素影响，温度较低不利于生物质还田肥料化利用。因此，生物质单独的能源化利用及肥料化利用都存在一定问题。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是提供一种生物质资源生态化利用与能源化利用的耦合方法及系统以解决现有技术中生物质单独能源化利用或全部肥料化利用存在的问题。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种生物质资源生态化利用与能源化利用的耦合方法，包括：将植物残体进行分离，分离出湿料和有机质；将所述湿料进行烘干，制得净料；将所述净料进行粉碎，制得碎料；将所述碎料进行第一处理后再进行燃料化利用，制得燃料；将所述有机质和动物便溺进行第二处理，制得沼气、沼渣和沼液；对所述沼渣和所述沼液进行肥料化利用；其中，所述烘干采用高温过热蒸汽，所述高温过热蒸汽经过所述烘干后的低温过热蒸汽用于供热。

进一步地，将所述碎料进行原料化、饲料化和基料化中的一种或多种利用，制得原料、饲料和基料中的一种或多种。

进一步地，所述第一处理包括：将所述碎料进行焙干，制得可燃性气体。

进一步地，所述第二处理包括：将所述有机质和动物便溺混合并进行厌氧发酵。

进一步地，所述燃料为所述烘干、所述焙干和集中供热的一种或多种提供热源；和/或所述可燃性气体为所述烘干、所述焙干和集中供热的一种或多种提供热源；和/或所述沼气经过提纯后为所述烘干、所述焙干和集中供热的一种或多种提供热源。

进一步地，所述沼气经过提纯后燃烧，给水加热，产生高温过热蒸汽；所述高温过热蒸汽为所述烘干供热后产生低温过热蒸汽；所述低温过热蒸汽冷凝后为所述集中供热提供热源。

进一步地，所述冷凝过程中产生的冷凝水用于所述分离处理。

进一步地，所述分离包括：一级水洗，将植物残体放置一级水洗槽中，加入第一温度的水和/或所述冷凝水；保持一级水洗槽中的温度为所述第一温度并搅拌；二级水洗，将植物残体放置二级水洗槽中，加入水和/或所述冷凝水中并搅拌。

进一步地，所述第一温度的范围为：30-90℃。

根据本发明的另一个方面，提供一种生物质资源生态化利用与能源化利用的耦合系统，包括上述方案任一项所述的生物质资源生态化利用与能源化利用的耦合方法。

(三)有益效果