煤制乙醇廢渣再利用

郝 瑗

陜西省產品質量監督檢驗研究院 西安 710048

煤制乙醇廢渣再利用

郝 瑗

陜西省產品質量監督檢驗研究院 西安 710048

煤制乙醇廢渣中含有大量的有機質，酸堿度處中性范圍，常規有機肥料的制作中，堆積、腐熟就是為了有機質的生成，廢渣中大量的有機質如能通過進一步加工作為有機肥料得以利用，既能解決煤制乙醇廠產生的廢渣，又能節約能源。

廢渣；再利用；有機肥料

煤是古代植物壓埋在地下或地殼中，在不透空氣或空氣不足的條件下，受到高溫高壓，經過長期一系列復雜變化而形成的黑色或黑褐色固體可燃性礦物，目前主要應用于火電、鋼鐵、化工和建材行業需求。

煤的化學成分十分復雜，其主成分是碳元素以及氧元素和氫元素，這三種元素在煤中占有的比例約為95%以上，也就是煤中的有機成分的主元素。當然，煤中還含有少量的氮元素、硫元素以及極其少量的磷和其他元素。煤在地下經過長期一系列復雜變化的過程稱為煤化，煤化程度影響著煤中有機質元素的組成，根據煤化程度的不同，碳元素、氫元素以及氧元素含量都會隨之變化，碳含量越高，煤化程度越深，而其他元素含量則相應降低。

在目前的肥料市場上，農田里常用的是氮肥、磷肥、鉀肥這些大化肥，如尿素、磷酸一銨、磷酸二銨、過磷酸鈣、硫酸銨、硫酸鉀、復混肥料、復合肥料、摻混肥料等。還有一些在肥料中添加了有效活菌菌種的菌肥，如在肥料中添加了枯草芽孢桿菌、膠凍芽孢桿菌、解磷菌、固氮菌、解鉀菌等活性菌。對于農作物的生長來說，需要的主要元素就是氮、磷、鉀含量，有效活菌的主要功效是有針對性的促進土壤固定養分。而植物生長除了必須的氮、磷、鉀含量以外，還需要一些微量元素，以及活化土壤，促進植物對養分的吸收，因此土壤中有機質的含量才是關鍵。

有機肥料中的主要成分就是有機質，里面還會添加腐殖酸以及少量的氮、磷、鉀元素，有的還會添加銅、鐵、錳、鋅、硼、鉬、鈣、鎂、硫等微量元素來幫助植物生長。大化肥一般只含有一種或幾種元素，而菌肥中菌種存活要求條件多，并不適合所有環境和土壤，其造價較高。相比之下，有機肥料營養元素齊全，能夠活化改良土壤，提高植物對養分的吸收率，不燒根苗，無病原菌和蟲卵，減少病蟲害，無惡臭等氣味，形狀均勻易施用，成本低，價格相對便宜。其有機質中含有的腐殖質也是具有絡合作用的，它具有消除土壤污染的能力。對產量較低的土壤，有機質含量的增加可以使土壤肥沃，提高產量。對高產土壤來說，有機質的不斷補給，保證了土壤的肥力充實。

有機肥料的加工工藝相對大化肥以及菌肥要簡單的多，一般通過堆積、腐熟、添加有效元素三個步驟完成。其原料大多是動物糞便、動植物殘體等。所以大部分的有機肥料場地都建于動物飼養場旁邊。目前的飼養廠，為了使動物能夠按照一定的時間周期出欄，在其飼料中一般會添加多種營養以及抗生素，動物食用了這樣的食物，其排泄物的成分會受到很大的影響，經研究表明，以豬的糞便作為原料制作出的有機肥料，重金屬鎘含量容易超標；以雞糞為原料制作出的有機肥料，重金屬砷含量容易超標。而用植物殘體作為原料時，前處理工序較多，且用量較大。

乙醇是一種在常溫下易燃、易揮發的無色透明液體，它在可在工業原料、消毒用品、飲品制造、有機原料、汽車燃料等都有廣泛的用途。體積濃度達到99.5%以上的無水乙醇稱之為燃料乙醇。乙醇是世界公認的環保清潔燃料，它可以間接的作為石油的替代品，汽油中添加乙醇作為燃料以逐漸全球化，每年大約有66%的乙醇用于燃料添加。

由于乙醇的需求量逐年遞增，乙醇的生產工藝也發生了變化。煤制乙醇是2017年生產乙醇的新工藝，基本原料就是煤炭，其原理是以煤基合成氣為原料，經甲醇、二甲醚羰基化、加氫合成乙醇。反應過程主要為：

乙醇的生產需要大量的煤炭，因此而產生了大量的廢渣無法處理，堆積如山。煤制乙醇又是新工藝，其廢渣一直無法很好的處理或利用。如果可以更好的進行二次利用，變廢為寶，既節約能源，又節省成本。

經過相關部門檢驗鑒定，廢渣中養分含量如下：

由檢驗結果可見，廢渣中含有大量的有機質，酸堿度處中性范圍，常規有機肥料的制作中，堆積、腐熟就是為了有機質的生成，廢渣中大量的有機質如能通過進一步加工作為有機肥料得以利用，既能解決煤制乙醇廠產生的廢渣，又能節約能源。

有機肥料的產品標準為NY525-2012，是中華人民共和國農業行業標準，2012年3月1日發布，2012年6月日開始實施，《有機肥料》中是指標要求如下：

外觀為顏色為褐色或灰褐色，粒狀或粉狀，均勻，無惡臭，無機械雜質。

蛔蟲卵死亡率和糞大腸菌群數指標應符合NY 884的要求。

表1 廢渣中養分含量

表2 我國有機肥料產品標準指標

其檢驗方法：外觀通過目視、鼻嗅測定。有機質通過重鉻酸鉀容量法測定。有機肥料中的有機氮經硫酸-過氧化氫消煮，轉化為銨態氮。堿化后蒸餾出來的氨用硼酸溶液吸收，以標準酸溶液滴定，計算樣品中總氮含量。有機肥料試樣采用硫酸和過氧化氫消煮，在一定酸度下，待測液中的磷酸根離子與偏釩酸和鉬酸反應形成黃色三元雜多酸。在一定濃度范圍（1～20mg/L）內，黃色溶液的吸光度與含磷量呈正比例關系，用分光光度法定量磷。有機肥料試樣經硫酸和過氧化氫消煮，稀釋后用火焰光度法測定鉀含量。水分含量通過真空烘箱法測定。酸堿度用pH計法測定。砷含量用二乙基二硫代氨基甲酸銀分光光度法測定。鎘含量、鉛含量、鉻含量用原子吸收分光光度法測定。汞含量用氫化物發生-原子吸收分光光度法測定。

通過對標準的認識和理解，加工廢渣變成有機肥料最重要的就是保證有機質的含量，添加少許氮、磷、鉀含量，控制水分以及重金屬鉛的含量，進而符合農業部標準NY525-2012的要求。為了增加施肥效果，適當的加入腐殖質也是可以的。加工廢渣變成有機肥料其實有很多種實用的方法，也可以根據作物和土壤的不同，完全可以達到測土配方，按需供給，即保證作物養分吸收，又不會擔心因土壤板結而產生的后遺癥，變廢為寶，控制成本，節約能源。

對于加工廢渣成為有機肥料的方法以及工藝設備，傳統的有機肥料生產方式并不能夠完全滿足，還需要其他的原料以及工藝。而且根據不同的土壤性質和農作物需求，其原料以及工藝更有多種變化。但無論是那種變化，都能夠達到控制成本，節約能源的效果，實際的生產也并不復雜，省時省力。

隨著農業現代化的水平越來越高，人們越來越重視有機食品，繼而重視的就是生態農業。因為只有生態的農業才能夠生產出生態的食品。對于生態農業的發展，無論是政策支持的力度，還是實際行動，國家都對此投入了大量的支持。如今我們了解的有機肥的廣泛應用，便是一個最好的說明。也就是說，以后有機肥將逐漸取代其它的肥料，成為農作物生長時期的一個必備的肥料。

X822

A