稻草秸秆垃圾处理工程技术方案

2021-02-02 13:39:18

稻草秸秆处理方案
概述
1资源现状：我国农作物秸秆年产量约为7亿t左右，列世界之首。每年收获的秸秆除去用于造纸的2800万吨秸秆和作为饲料或饲料原料的2.13亿t秸秆，造肥还田及收集损失的1.089亿t，可作为资源加以利用的秸秆总量为3.761亿t。中国的农村主要有水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆，其中玉米秸秆占36.7%，稻草秸秆占27.5%，小麦秸秆占15.2%。其粮食作物秸秆占了总量的90.5%。50%以上的秸秆资源集中在四川、河南、山东、河北、江苏、湖南、湖北、浙江等9省，西北地区和其它省份秸秆资源分布量较少。稻草主要在长江以南的诸多省份，而小麦和玉米秸秆分布在黄河与长江流域之间，以及黑龙江和吉林等省份。

中国利用现状
能源化：
1.1秸秆气化的优势与限制：
优势：变废为宝、经济可行、优势明显；
限制：
①燃气质量较差、热值偏低；
②燃气中含氧量偏高形成安全隐患；
③焦油含量偏高；
④水洗焦油后污水排放造成环境污染；
⑤气化设备投资偏高。
1.2秸秆压块成型及炭化技术
（1）成型“秸秆炭”
（2）秸秆“生物煤”
（3）秸秆成型燃料利用途径
农村生活用能；工业用途；生产成型炭；生产活性炭。

秸秆资源化工业应用
2.1生产可降解的包装材料
一次性餐具
湿法生产工艺：麦秸→粉碎（120目）→加入水、粘合剂拌和→轧片→裁剪→冷压成型→烘干→喷涂→快餐盒。
干法生产工艺：秸秆→粉碎（60目）→黏合剂、催化剂、固化剂拌和→热压成型→冷风散热→紫外消毒→包核→快餐盒。
还有缓冲包装材料、瓦楞纸芯、纤维降解膜等。
2.2.用做建筑装饰材料
（1）秸秆轻型建材
（2）秸秆人造板
2.3.秸秆生产工业原料
（1）植物秸秆生产酒精
（2）秸秆制作淀粉
（3）秸秆生产饴糖
（4）生产梭甲基纤维素
（5）制取木糖醇
（6）生产糠醛
（7）制生物蛋白。

秸秆用作食用菌的培养基
如蚕豆秸秆栽培草菇：原料处理→培养料配方→建堆发酵→翻堆→播种发菌→出菇管理→采收。
玉米秆栽培平菇；
秸秆栽培香菇、银耳、木耳、仿野生菇等。
2.5.秸秆的其他应用
（1）造纸工业
（2）秸秆人造丝
（3）秸秆用于编织业

二、利用稻草、秸秆高温高压水解制肥处理方案
1、高温高压水解工艺介绍
将有机物在压力1.25Mpa、温度193℃的条件下，反应2小时，彻底消灭了病虫害和杂菌，并使有机物中的大分子链断成易于农作物吸收的小分子链，加速了纤维素和木质素转换（提高了有机肥的总养分），将植物蛋白水解成腐殖酸，有机物的稻草和秸秆经“水解”工艺处理后在水解喷爆过程中，因释放压力被膨化成棕褐色粉末，再经过烘干、筛分，把有机质粉末与其它杂物彻底分离，减少了杂质的含量，成为纯生态有机肥。
工艺流程
工艺流程图

工艺说明
将稻草、秸秆粉碎成<20mm的小段后倒入暂存坑，上料方式采用斗式提升机加螺旋输送机送入水解釜，这种机型可靠性高，寿命长，适应性强，安装维修方便。
进入水解釜后由余热锅炉提供热源，在水解釜中经压力1.25Mpa、温度193℃的条件下反应2小时，彻底消灭了病虫害和杂菌（无任何臭味，无苍蝇蚊子），并使其中的大分子链断成易于农作物吸收的小分子链，加速了高分子有机质如脂肪等向腐殖酸的转换（提高了有机肥的总养分），并使原料中的多余水分转化为饱和蒸汽。2小时后水解釜内原料因释放压力被膨化成棕褐色粉末，再经烘干、破碎及筛分，筛下为生态有机肥，筛上杂质按生活垃圾处理即可，还可根据市场需求，在生态有机肥内配入其它养分如钾、硼等，即可生产出各种高效有机无机复合生态农作物专用肥。
以有机物为主的垃圾，经过 2 个小时左右的“水解”处理后，其中，95%以
上的稻草、秸秆在水解喷爆过程中被膨化成棕褐色粉末，降解为有益于农作物生长
的优质有机肥，然后经过烘干、筛分，把有机质粉末与其它未降解物彻底分离。
该工序能将不可降解的无机物与有机物彻底分选开来，所以也叫 “热选”。

高温高压水解的作用
（一）把大分子链断为短分子链。
（二）加速糖类、腐殖酸的转换，提高有机质的质量。
水解过程中，由于添加了能促进有机物降解、断链的酸性催化剂，进而加速
糖类、腐殖酸类的转换，提高有机质的品位和质量。
（1）能加速原料中长纤维的断链，由长分子链断为短分子链。
纤维素→短链纤维素→多糖→低聚糖→双糖→单糖
（2）能与有机质当中的淀粉反应，产生糖化作用，促进其向多糖或单糖的转
换。
（3）能促进植物蛋白朝可溶性腐殖酸的转换，有益于农作物
的吸收。蛋白质在水解过程中分子量逐渐降低：
蛋白质→蛋白胨→多酞→低酞→氨基酸
（4）水解过程中的腐殖酸的气味和少部分有机质在水解过程中会产生碳化现
象，并产生一些气味。这些气味无毒无害，而且是可溶性的，用喷淋洗涤的办法
完全可以减少或消除。

水解喷爆技术参数
水解喷爆技术是稻草、秸秆资源化处理的核心技术，也是和其他处理方法相比较，具有处理快捷、彻底、高效最主要的原因。
在水解釜中，经过排空、升温升压、保压、排气等反复处理，物料中的水分
可降至到 30%以下，减轻了烘干工序的压力。
水解工艺参数
（1）温度：145℃-193℃
（2）压力：0.8Mpa-1.25Mpa
（3）反应时间：1h-2h
（4）工作循环：4h
水解物料烘干以后，再用筛孔小于 5mm 的筛子筛分，保证有机质的质量。
本工艺将有机物通过在氧化釜中排空、升温升压、保压、排水排气等过程，把有机物制成有机肥，可以用于各高档生态农业用肥，而且经过高温灭菌，有机物不再发酵，改变了有机物堆肥过程中垃圾的臭味。

三、高温高压水解制肥工艺与传统的堆肥相比，
制肥工艺处理时间短，效率高（4小时出产品），而堆肥时间长，需要15-30天；
制肥工艺经193℃高温彻底杀死病虫害和杂菌；而堆肥工艺温度最高70℃，不能彻底杀死病虫卵；
制肥工艺全封闭处理，完全无臭味，更无苍蝇、蚊子滋生；堆肥臭气熏天，污染空气，群体事件不断。
本生态有机肥肥效高，养分超过5%：而堆肥产生的肥料总养分不超过1%。

三、效益分析
一般一吨原料可产500kg肥料，按800元每吨计算收益400元，按日处理120吨可得24000元。
本方案效益关键是原料进厂的价格、有机肥市场大小及销售价格及热源来源成本，能否找到合适的热源（过热蒸汽）对方案有关键作用。

四、投资概述

总占地面积	厂房面积	仓房面积	设备投资	热力系统投资
	2000平米		1000万

五、主要设备
1、高温高压水解制肥系统
本系统是处理餐厨垃圾、秸杆等有机可降解类的专用设备，由上料机、水解水热氧化釜、膨化仓，烘干机，筛分机，装袋机及输送机等组成。
经分选系统分选出来的有机物，由上料机上料至水解水热氧化釜。进入高温高压水解水热氧化釜的有机物垃圾，经高温高压水解水热氧化釜在温度193℃、压力1.25Mpa的条件下，反应2小时，彻底消灭了病虫害和杂菌，并使垃圾中的大分子链断成易于农作物吸收的小分子链，垃圾经过2个小时左右的“水解”处理后，其中，95%以上的有机垃圾在水解喷爆过程中被膨化成棕褐色粉末，降解为有益于农作物生长的优质有机肥，然后经过烘干、筛分，把有机质粉末与其它杂物彻底分离，有机质粉末装袋作为绿色有机肥出售，杂质进入生活垃圾处理体系处理。
2、热力系统
热力系统主要为水解水热氧化釜、物料干燥机提供热能，其主要设备包括过热蒸汽锅炉、热风炉、热空气储罐、空气压缩机、压缩空气储罐等。
六、方案结论
本方案针对秸秆制有机肥达到无害化、资源化目的，比传统堆肥及其它发酵工艺绝对领先，是修复土壤发展生态农业的首选方案。