管理和利用过量的玉米残留物的系统和方法技术方案

公开了用于管理过量的地面上的玉米残留物的系统和方法。公开了用于燃烧玉米残留物以产生热量来生成蒸汽的热的系统和方法。此外还公开了用于在燃烧玉米残余物之前收割和预处理玉米残留物的方法和系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开总地涉及用于使用生物量作为燃料以生成电力的系统和方法。
技术介绍
在收割了玉米谷物(即谷物的芯)之后，地面上的玉米残留物(即玉米秸杆)通常被认为包括地里剩余的玉米杆、叶、外壳和玉米穗轴。根据传统的农业实践，许多玉米种植者选择将地面上的玉米残留物保留在他们的土地里，从而保持土壤的肥沃和有机成分。同时饲养牛的玉米种植者常常使用玉米残留物作为牛的饲料。例如，玉米残留物还可以被当做草料喂食，或者被打包 用作饲料或草垫。玉米残留物还可以用作产生纤维素酒精并且还可以用作燃料源与其中煤作为主燃料的烧煤的熔炉中与煤共同燃烧。
技术实现思路
本公开的一个方面总地涉及帮助高产量玉米种植者通过他们的努力有效地管理过量的玉米残留物同时从过量的玉米残留物生成电力的系统和方法。本公开的另一个方面涉及用于有效地收割和打包玉米残留物，并且用于有效地使用这样收割的玉米残留物作为蒸汽生成设施中的主要燃料源的系统和方法。在下面的具体实施方式中阐述了各种有创造性的方面的示例表示。有创造性的方面涉及单个特征以及特征的组合。应该理解前面总的描述和下面的具体实施方式仅提供了如何将本专利技术的方面进行实践的例子，并不用于限制创造性方面的宽的精神和范围。附图说明图1是示出了根据本专利技术的原理用于管理过量玉米残留物并且使用玉米残留物来生成蒸汽的方法的流程图；图2示出了根据本专利技术的原理用于玉米残留物燃烧和蒸汽生成设施的示例地点位置；图3是根据本专利技术的原理的用于玉米残留物燃烧和蒸汽生成设施的地点布局概略平面图；图4示出了根据本专利技术的原理的执行玉米残留物割晒(windrow)操作的处理中的第一粉碎机/铺条机；图4A示出了根据本专利技术的原理的适于割晒玉米残留物的第二粉碎机/铺条机；图4B示出了根据本专利技术的原理的适于割晒玉米残留物的第三粉碎机/铺条机；图4C示出了根据本专利技术的原理的适于割晒玉米残留物的第四粉碎机/铺条机；图4D示出了根据本专利技术的原理的适于割晒玉米残留物的第五粉碎机/铺条机；图5示出了根据本专利技术的进行玉米残留物的打包操作的处理中的打包机；图5A是图5的打包机的一部分的侧视图；图6示出了用于从土地中收集大包的收集机；图7是示出了根据本专利技术的原理利用玉米残留物的方法的流程图；图8是图3的地点布局的预处理站的概括平面图；图9是位于图8的预处理站内的材料粉碎机的概括侧视图；图10是图3的地点布局的回收站的概括平面图；图11是图10的回收站的概括侧视图；图12是图3的地点布局的回收站的可选配置的概括平面图；图13是图12的回收站的概括侧视图；和图14是图3的地点布局的燃烧和蒸汽生成站和发电站的示意图。具体实施例方式在收割谷物之后，玉米种植者通常通过将玉米残留物耙作到土壤中以管理他们的玉米残留物。传统惯例告诉我们将玉米残留物耙作回到土壤中是必须的，从而保持土壤的养分和有机成分。由此，通常认为将玉米残留物耙作回到土壤中帮助土壤获得增加的产量并且减少需要在土地上施加的人工肥料和土壤调节剂的数量。玉米的总生物量包括玉米谷物、地面上的玉米残留物和地面下的根系统。总地来说，玉米谷物占玉米的总生物量的约三分之一，地面上的玉米残留物占玉米的总生物量的另三分之一并且根系统占玉米的总生物量的最后三分之一。假设一蒲式耳的玉米谷物重约56磅。情况如下，对于每蒲式耳的玉米谷物，还产生56磅的地面上的玉米残留物。农业技术的进步导致了每英亩玉米谷物的产量显著增加。通过日益增加的玉米谷物产量，每英亩的玉米残留物的总量也增加。增加量的玉米残留物对于现在的农民来说是一个问题。例如，大量的玉米残留物可能堵塞或卡住耕种设备，由此阻碍玉米残留物有效地被犁回到土地中。此外，土壤不能接受和分解当前增长的玉米产量而导致的大量玉米残留物。结果，玉米残留物没有被均匀地集成和进入土壤中，这导致缓慢或不均匀的土地回暖。此外，土壤中的过量的玉米残留物可能由于土壤与种子不充分的接触而导致更慢的水吸收而引起的延迟发芽。此外，从农作物残留物的化学剂滤去可以延迟早期农作物生长。与过量玉米残留物相关的上述问题可能干扰玉米种植者最大量产量的能力。由此，为了高产量的玉米农作物，人们相信从玉米种植者的土地移除大部分过量的玉米残留物将导致更高的产量，而不会对土壤的长期生产力有负面影响。例如，研究显示在某些情况下，从土地中移除大约一半的地面上的玉米残留物可以提供每英亩13蒲式耳的玉米谷物产量的增加，这导致每英亩额外的大约728磅的地面上玉米残留物。本专利技术涉及帮助玉米种植者有效地解决他们的过量玉米残留物的问题同时补偿他们的过量玉米残留物的方法和系统。本专利技术还提供了通过从生物可更新燃料源提供电力同时创造当地工作机会而对社会最大程度提供益处的方法和系统。图1是示出了根 据本专利技术的原理的管理和利用过量的地面上的玉米残留物的大规模方法的流程图。该方法在第一步骤10开始，其中识别特别的设施地点位置。当识别到恰当的地点位置时需要考虑大量因素。例如，适合的地点位置应该接近于高密度高产量的连续种植玉米的玉米地。这里使用的术语“高产量”玉米地意味着每英亩提供至少180蒲式耳玉米谷物的谷物产量的玉米地。连续种植玉米的玉米地指的是在连续的年份中重复种植玉米的土地。优选地，在选定的地点位置的服务区域中具有至少880000英亩的高产量连续种植玉米的玉米地。参考图2，地点位置12被示出为处于具有30英里半径的服务区域14内，其中具有880000英亩高产量连续种植玉米的玉米地。在最优选的实施例中，服务区域14内的880000英亩高产量玉米提供了每英亩至少190蒲式耳玉米谷物的平均谷物产量。据称，利用服务区域内880000英亩的高产量玉米的4%上存在的地面上玉米残留物的50%可以提供足以允许设施持续操作一年的生物量燃料源。这代表每年大约至少174000吨的基于玉米残留物的生物燃料。通过在大量高产量玉米附近建造地点位置12，地点位置12位于过量的玉米残留物形式的大量生物燃料的附近。临近生物燃料允许生物燃料的运输成本最小化，从而增强整个系统的成本效率。地点位置12位于具有稳定的电力需求的市场附近也是重要的。这通常意味着地点位置相对接近于大量人口的中心，其对电力具有稳定需要，由此保持电价稳定。在某些实施例中，选择地点位置12使得在地点位置12生成的电可以在PJM市场或类似的电力市场销售。一旦识别了地点位置，图1的方法的第二步骤20包括在地点位置12构建燃烧和蒸汽生成设施13 (见图3)，用于预处理和燃烧从服务区域14收割/收集的过量的玉米残留物。设施13可以包括燃烧和蒸汽生成站15。燃烧和蒸汽生成站15可以指的是燃烧和蒸汽生成单元、岛、布置等术语。燃烧和蒸汽生成站15可以包括用于燃烧玉米残留物的熔炉和使用来自熔炉的燃烧热产生蒸汽的锅炉。设施还可以包括蒸汽涡轮发电机17 (即，与发电机协作的蒸汽涡轮)，从而将来自蒸汽的热能转换为电能。可选地，蒸汽可以用于其它应用。例如，蒸汽可以用于纤维素或谷物酒精制造工艺或使用处理蒸汽的其他工艺。优选地，燃烧和蒸汽生成站15的熔炉被配置为燃烧玉米残留物作为主要燃料。当然，熔炉可以包括补充热源，例如天然气燃烧器，通常用在熔炉启动和关闭操作。然而，优选地，在启动和关闭之间的正常操作过程中，玉米残留物作为熔炉内燃烧的主要燃料(即，主燃料)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：特鲁曼·K·霍姆，菲利普·E·托尔夫森，威廉·F·菲雷尔，
申请(专利权)人：生物量制品有限责任公司，
类型：
国别省市：