本發明涉及燃料的生產領域。更具體地，涉及一種玉米秸稈制作固體燃料方法。
背景技術：
由于近年來大氣污染嚴重，生物質燃料作為可再生能源的一種利用形式，與中國農業發展、農村地區周邊生活環境緊密相關，是國家整體可再生能源利用計劃的重要組成部分。中國作為發展中國家的農業大國，既要實現國民經濟的快速增長，又要同時擔負起保護環境的責任。所以，為了解決傳統燃料所造成的大氣污染問題，就必須更替傳統的能源利用和能源生產方式，開發利用生物質資源。
秸稈是中國傳統的農作物剩余料，中國大部分地區都有就地焚燒的習慣，這對于環境有相當大的危害性。秸稈易于燃燒，但是仍缺乏有效途徑使秸稈系統性的燃料化，如能攻克這一技術，將為中國秸稈處理不當所造成的環境污染提供有效的解決途徑。另外，中國部分地區存在大量的動物糞便污染當地環境的情況，干燥的動物糞便可以作為高效的燃料投入使用。
因此，需要提供一種利用這些廢棄物生產固體燃料的方法，不但可以提高農民的收入，還可以緩解農村能源緊張的局面，從而實現農村能源的可持續發展。
技術實現要素：
本發明的一個目的在于提供一種基于以玉米秸稈和糞便為基本原料的固體燃料。
本發明的另一個目的在于提供一種上述燃料的制備方法。
為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：
一種固體燃料，包括以下各原材料：玉米秸稈、動物糞便、酶催化劑、活細胞催化劑、椰殼活性炭、催熟劑、膨化劑、粘合劑、煤粉、柏油、固體酒精。
其中，所述各原料的重量份為：玉米秸稈60-80份、動物糞便20-25份、酶催化劑和活細胞催化劑3-5份、椰殼活性炭1.5-2份、催熟劑2-4份、膨化劑0.4-0.6份、粘合劑3-5份、煤粉0.2-0.5份、柏油1-2份、煤化劑1-2份、固體酒精2.5-3份、燃煤助燃劑2-3份。
進一步，所述燃煤助燃劑，包括以下組分：分散劑、氧化劑、滲透劑、催化劑、乳化劑和水；優選的，所述各組分的重量百分比為：分散劑10％-15％、催化劑30％-45％、氧化劑30％-40％、乳化劑10％-15％、滲透劑5％-10％，余量為水。
所述燃煤助燃劑的制備方法包括：1)將分散劑和催化劑攪拌混合，加入水，制成催化劑溶液；2)將催化劑溶液與氧化劑、乳化劑、滲透劑混合，得到燃煤助燃劑。
進一步，所述粘合劑由生石灰和粘土混合組成，催熟劑由氧化鈣和石灰石制成，膨化劑由發酵粉、硝酸銨、明礬、小蘇打制成。煤化劑由以下質量份的各組分制成：硝酸鈉0.5-0.7份、氧化鎂1.5-2.5份、氫氧化鈉1-1.5份、碳酸鈣0.3-0.7份、淀粉1-3份、草酸鈉1-1.5份。
本發明還提供了上述固體燃料的制備方法，包括以下步驟：
(1)玉米秸稈處理：玉米秸稈去除土壤與雜質，并粉碎成6-10cm的小段；加入椰殼活性炭吸附水和化學元素，控制玉米秸稈含水率在16％以下；
(2)動物糞便處理：將動物糞便通風干燥，并澆注煤粉與柏油；
(3)將處理后的玉米秸稈與動物糞便混合，并加入燃煤助燃劑；
(4)催化反應：加入酶催化劑和活細胞催化劑酶化，并設定酶化溫度為50℃-70℃；
(5)擠壓成型：加入粘合劑、膨化劑、催熟劑、煤化劑和固體酒精，加溫加壓1.5-2.0h，成型，得到固體燃料。
其中，所述通風干燥的溫度為25℃-30℃，濕度為30％以下。
所述加壓加溫的壓力設置為1.2-1.7mp，溫度設置為25℃-35℃。
本發明中玉米秸稈是提升燃料熱值的主要成分；動物糞便中纖維素含量(3.75％-20.92％)低于秸稈中纖維素含量，半纖維素含量與秸稈沒有區別，其含量在23.35％-28.20％之間，動物糞便揮發分、固定碳和灰分的平均含量分別為63.31％、13％、20.97％，其在風干狀態下可以進行對燃料進行熱解，加速反應；煤粉、柏油、煤化劑、固體酒精、燃煤助燃劑作為輔料，均能促使燃料充分燃燒，起到助燃、增能、節能的作用。
對本發明固體燃料的技術指標進行檢測，結果如下：色澤為灰褐色或黃褐色，組織形態為小棒狀固體顆粒燃料，水分≤14％，灰份6％-14％，密度0.7-1.3g/cm3。
本發明的有益效果如下：
(1)本發明通過秸稈與動物糞便混合后應并加入輔料進行酶化，加快催化效率，提高固體燃料塊熱值、燃燒率和燃燒時長，其熱值可達到18000-23000kj/kg，燃燒率至96％-98％，燃燒時長為1-2小時。
(2)本發明制備的固體燃料燃燒過程中二氧化硫排放量為0.11-0.25之間，遠低于煤的二氧化硫排放量，燃燒后的灰燼可直接回歸土壤，無化學污染。
具體實施方式
為了更清楚地說明本發明，下面結合優選實施例對本發明做進一步的說明。本領域技術人員應當理解，下面所具體描述的內容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本發明的保護范圍。
實施例1一種固體燃料的制備
一種固體燃料的制備方法，包括以下步驟：
(1)玉米秸稈處理：將收集好玉米秸稈通過旋片式振動塞去除土壤與雜質，送入粉碎機粉碎，使得玉米秸稈長度控制在6cm；將60kg粉碎后的玉米秸稈送入對流式干燥機進行干燥，加入1.5kg椰殼活性炭，吸附水和化學元素，控制玉米秸稈含水率在16％以下；
(2)動物糞便處理：將20kg動物糞便于溫度25℃，濕度為20％的環境中通風干燥，并澆注0.2kg煤粉與1kg柏油；
(3)將處理后的玉米秸稈與動物糞便用混料機混合攪拌均勻，并加入2kg燃煤助燃劑；所述燃煤助燃劑的所述各組分的重量百分比為：分散劑15％、催化劑30％、氧化劑30％、乳化劑10％、滲透劑5％，余量為水；制備方法包括：(1)將分散劑和催化劑攪拌混合，加入水，制成催化劑溶液；(2)將催化劑溶液與氧化劑、乳化劑、滲透劑混合，得到燃煤助燃劑。
(4)催化反應：將步驟(3)得到的混合物送入酶化倉，加入3kg酶催化劑和活細胞催化劑酶化，并設定酶化溫度為50℃-70℃；
(5)擠壓成型：將酶化后的原料加入3kg粘合劑、0.4kg膨化劑、2kg催熟劑、1kg煤化劑和2.5kg固體酒精，使用螺旋輸送機送入平模柱狀擠壓成型機內一次成型，將壓力設置為1.2mp，調節溫度在25℃的條件下，加溫加壓1.5h，得到固體顆粒燃料。其中，粘合劑由生石灰和粘土混合組成，催熟劑由氧化鈣和石灰石制成，膨化劑由發酵粉、硝酸銨、明礬、小蘇打制成。煤化劑按下列質量的各組分進行混合制備得到的：硝酸鈉0.5kg、氧化鎂1.5kg、氫氧化鈉1kg、碳酸鈣0.3kg、淀粉1kg、草酸鈉1kg。
實施例2一種固體燃料的制備
一種固體燃料的制備方法，包括以下步驟：
(1)玉米秸稈處理：將收集好的玉米秸稈通過旋片式振動塞去除土壤與雜質，送入粉碎機粉碎，使得玉米秸稈長度控制在10cm；將80kg粉碎后的玉米秸稈送入對流式干燥機進行干燥，加入2kg椰殼活性炭，吸附水和化學元素，控制玉米秸稈含水率在16％以下；
(2)動物糞便處理：將25kg動物糞便于溫度30℃，濕度為30％以下的環境中通風干燥，并澆注0.5kg煤粉與2kg柏油；
(3)將處理后的玉米秸稈與動物糞便用混料機混合攪拌均勻，并加入2kg燃煤助燃劑；所述燃煤助燃劑的所述各組分的重量百分比為：分散劑10％、催化劑30％、氧化劑30％、乳化劑15％、滲透劑10％，余量為水；制備方法包括：1)將分散劑和催化劑攪拌混合，加入水，制成催化劑溶液；2)將催化劑溶液與氧化劑、乳化劑、滲透劑混合，得到燃煤助燃劑。
(4)催化反應：將步驟(3)得到的混合物送入酶化倉，加入5kg酶催化劑和活細胞催化劑酶化，并設定酶化溫度為70℃；
(5)擠壓成型：將酶化后的原料加入5kg粘合劑、0.6kg膨化劑、4kg催熟劑、2kg煤化劑和3kg固體酒精，使用螺旋輸送機送入平模柱狀擠壓成型機內一次成型，將壓力設置為1.7mp，調節溫度在35℃的條件下，加溫加壓2.0h，得到固體顆粒燃料。其中，粘合劑由生石灰和粘土混合組成，催熟劑由氧化鈣和石灰石制成，膨化劑由發酵粉、硝酸銨、明礬、小蘇打制成。煤化劑按下列質量的各組分進行混合制備得到的：硝酸鈉0.7kg、氧化鎂2.5kg、氫氧化鈉1.5kg、碳酸鈣0.7kg、淀粉3kg、草酸鈉1.5kg。
實施例3一種固體燃料的制備
一種固體燃料的制備方法，包括以下步驟：
(1)玉米秸稈處理：將收集好的玉米秸稈通過旋片式振動塞去除土壤與雜質，送入粉碎機粉碎，使得玉米秸稈長度控制在8cm；將70kg粉碎后的玉米秸稈送入對流式干燥機進行干燥，加入1.75kg椰殼活性炭，吸附水和化學元素，控制玉米秸稈含水率在16％以下；
(2)動物糞便處理：將22.5kg動物糞便于溫度27.5℃，濕度為30％以下的環境中通風干燥，并澆注0.4kg煤粉與1.5kg柏油；
(3)將處理后的玉米秸稈與動物糞便用混料機混合攪拌均勻，并加入2.5kg燃煤助燃劑；所述燃煤助燃劑的所述各組分的重量百分比為：分散劑12％、催化劑40％、氧化劑30％、乳化劑10％、滲透劑5％，余量為水；制備方法包括：1)將分散劑和催化劑攪拌混合，加入水，制成催化劑溶液；2)將催化劑溶液與氧化劑、乳化劑、滲透劑混合，得到燃煤助燃劑。
(4)催化反應：將步驟(3)得到的混合物送入酶化倉，加入4kg酶催化劑和活細胞催化劑酶化，并設定酶化溫度為60℃；
(5)擠壓成型：將酶化后的原料加入4kg粘合劑、0.5kg膨化劑、3kg催熟劑、1.5kg煤化劑和2.75kg固體酒精，使用螺旋輸送機送入平模柱狀擠壓成型機內一次成型，將壓力設置為1.4mp，調節溫度在30℃的條件下，加溫加壓1.7h，得到固體顆粒燃料。其中，粘合劑由生石灰和粘土混合組成，催熟劑由氧化鈣和石灰石制成，膨化劑由發酵粉、硝酸銨、明礬、小蘇打制成。煤化劑按下列質量的各組分進行混合制備得到的：硝酸鈉0.6kg、氧化鎂2kg、氫氧化鈉1.25kg、碳酸鈣0.5kg、淀粉2kg、草酸鈉1.25kg。
對上述實施例1-3生產的固體顆粒染料的感官要求和理化指標進行測試，結果表明：色澤為灰褐色或黃褐色，組織形態為小棒狀固體顆粒燃料，水分≤14％，灰份6％-14％，密度0.7-1.3g/cm3。
顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定，對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之列。