管理和利用過量的玉米殘留物的系統和方法

2023-07-02 16:34:56 2

專利名稱：管理和利用過量的玉米殘留物的系統和方法
技術領域：
本公開總地涉及用於使用生物量作為燃料以生成電力的系統和方法。
背景技術：
在收割了玉米穀物(即穀物的芯)之後，地面上的玉米殘留物(即玉米秸杆)通常被認為包括地裡剩餘的玉米杆、葉、外殼和玉米穗軸。根據傳統的農業實踐，許多玉米種植者選擇將地面上的玉米殘留物保留在他們的土地裡，從而保持土壤的肥沃和有機成分。同時飼養牛的玉米種植者常常使用玉米殘留物作為牛的飼料。例如，玉米殘留物還可以被當做草料餵食，或者被打包 用作飼料或草墊。玉米殘留物還可以用作產生纖維素酒精並且還可以用作燃料源與其中煤作為主燃料的燒煤的熔爐中與煤共同燃燒。

發明內容
本公開的一個方面總地涉及幫助高產量玉米種植者通過他們的努力有效地管理過量的玉米殘留物同時從過量的玉米殘留物生成電力的系統和方法。本公開的另一個方面涉及用於有效地收割和打包玉米殘留物，並且用於有效地使用這樣收割的玉米殘留物作為蒸汽生成設施中的主要燃料源的系統和方法。在下面的具體實施方式
中闡述了各種有創造性的方面的示例表示。有創造性的方面涉及單個特徵以及特徵的組合。應該理解前面總的描述和下面的具體實施方式
僅提供了如何將本發明的方面進行實踐的例子，並不用於限制創造性方面的寬的精神和範圍。


圖1是示出了根據本發明的原理用於管理過量玉米殘留物並且使用玉米殘留物來生成蒸汽的方法的流程圖；圖2示出了根據本發明的原理用於玉米殘留物燃燒和蒸汽生成設施的示例地點位置；圖3是根據本發明的原理的用於玉米殘留物燃燒和蒸汽生成設施的地點布局概略平面圖；圖4示出了根據本發明的原理的執行玉米殘留物割曬(windrow)操作的處理中的第一粉碎機/鋪條機；圖4A示出了根據本發明的原理的適於割曬玉米殘留物的第二粉碎機/鋪條機；圖4B示出了根據本發明的原理的適於割曬玉米殘留物的第三粉碎機/鋪條機；
圖4C示出了根據本發明的原理的適於割曬玉米殘留物的第四粉碎機/鋪條機；圖4D示出了根據本發明的原理的適於割曬玉米殘留物的第五粉碎機/鋪條機；圖5示出了根據本發明的進行玉米殘留物的打包操作的處理中的打包機；圖5A是圖5的打包機的一部分的側視圖；圖6示出了用於從土地中收集大包的收集機；圖7是示出了根據本發明的原理利用玉米殘留物的方法的流程圖；圖8是圖3的地點布局的預處理站的概括平面圖；圖9是位於圖8的預處理站內的材料粉碎機的概括側視圖；圖10是圖3的地點布局的回收站的概括平面圖；圖11是圖10的回收站的概括側視圖；圖12是圖3的地點布局的回收站的可選配置的概括平面圖；圖13是圖12的回收站的概括側視圖；和圖14是圖3的地點布局的燃燒和蒸汽生成站和發電站的示意圖。
具體實施例方式在收割穀物之後，玉米種植者通常通過將玉米殘留物耙作到土壤中以管理他們的玉米殘留物。傳統慣例告訴我們將玉米殘留物耙作回到土壤中是必須的，從而保持土壤的養分和有機成分。由此，通常認為將玉米殘留物耙作回到土壤中幫助土壤獲得增加的產量並且減少需要在土地上施加的人工肥料和土壤調節劑的數量。玉米的總生物量包括玉米穀物、地面上的玉米殘留物和地面下的根系統。總地來說，玉米穀物佔玉米的總生物量的約三分之一，地面上的玉米殘留物佔玉米的總生物量的另三分之一併且根系統佔玉米的總生物量的最後三分之一。假設一蒲式耳的玉米穀物重約56磅。情況如下，對於每蒲式耳的玉米穀物，還產生56磅的地面上的玉米殘留物。農業技術的進步導致了每英畝玉米穀物的產量顯著增加。通過日益增加的玉米穀物產量，每英畝的玉米殘留物的總量也增加。增加量的玉米殘留物對於現在的農民來說是一個問題。例如，大量的玉米殘留物可能堵塞或卡住耕種設備，由此阻礙玉米殘留物有效地被犁回到土地中。此外，土壤不能接受和分解當前增長的玉米產量而導致的大量玉米殘留物。結果，玉米殘留物沒有被均勻地集成和進入土壤中，這導致緩慢或不均勻的土地回暖。此外，土壤中的過量的玉米殘留物可能由於土壤與種子不充分的接觸而導致更慢的水吸收而引起的延遲發芽。此外，從農作物殘留物的化學劑濾去可以延遲早期農作物生長。與過量玉米殘留物相關的上述問題可能干擾玉米種植者最大量產量的能力。由此，為了高產量的玉米農作物，人們相信從玉米種植者的土地移除大部分過量的玉米殘留物將導致更高的產量，而不會對土壤的長期生產力有負面影響。例如，研究顯示在某些情況下，從土地中移除大約一半的地面上的玉米殘留物可以提供每英畝13蒲式耳的玉米穀物產量的增加，這導致每英畝額外的大約728磅的地面上玉米殘留物。本發明涉及幫助玉米種植者有效地解決他們的過量玉米殘留物的問題同時補償他們的過量玉米殘留物的方法和系統。本發明還提供了通過從生物可更新燃料源提供電力同時創造當地工作機會而對社會最大程度提供益處的方法和系統。圖1是示出了根 據本發明的原理的管理和利用過量的地面上的玉米殘留物的大規模方法的流程圖。該方法在第一步驟10開始，其中識別特別的設施地點位置。當識別到恰當的地點位置時需要考慮大量因素。例如，適合的地點位置應該接近於高密度高產量的連續種植玉米的玉米地。這裡使用的術語「高產量」玉米地意味著每英畝提供至少180蒲式耳玉米穀物的穀物產量的玉米地。連續種植玉米的玉米地指的是在連續的年份中重複種植玉米的土地。優選地，在選定的地點位置的服務區域中具有至少880000英畝的高產量連續種植玉米的玉米地。參考圖2，地點位置12被示出為處於具有30英裡半徑的服務區域14內，其中具有880000英畝高產量連續種植玉米的玉米地。在最優選的實施例中，服務區域14內的880000英畝高產量玉米提供了每英畝至少190蒲式耳玉米穀物的平均穀物產量。據稱，利用服務區域內880000英畝的高產量玉米的4%上存在的地面上玉米殘留物的50%可以提供足以允許設施持續操作一年的生物量燃料源。這代表每年大約至少174000噸的基於玉米殘留物的生物燃料。通過在大量高產量玉米附近建造地點位置12，地點位置12位於過量的玉米殘留物形式的大量生物燃料的附近。臨近生物燃料允許生物燃料的運輸成本最小化，從而增強整個系統的成本效率。地點位置12位於具有穩定的電力需求的市場附近也是重要的。這通常意味著地點位置相對接近於大量人口的中心，其對電力具有穩定需要，由此保持電價穩定。在某些實施例中，選擇地點位置12使得在地點位置12生成的電可以在PJM市場或類似的電力市場銷售。一旦識別了地點位置，圖1的方法的第二步驟20包括在地點位置12構建燃燒和蒸汽生成設施13 (見圖3)，用於預處理和燃燒從服務區域14收割/收集的過量的玉米殘留物。設施13可以包括燃燒和蒸汽生成站15。燃燒和蒸汽生成站15可以指的是燃燒和蒸汽生成單元、島、布置等術語。燃燒和蒸汽生成站15可以包括用於燃燒玉米殘留物的熔爐和使用來自熔爐的燃燒熱產生蒸汽的鍋爐。設施還可以包括蒸汽渦輪發電機17 (即，與發電機協作的蒸汽渦輪)，從而將來自蒸汽的熱能轉換為電能。可選地，蒸汽可以用於其它應用。例如，蒸汽可以用於纖維素或穀物酒精製造工藝或使用處理蒸汽的其他工藝。優選地，燃燒和蒸汽生成站15的熔爐被配置為燃燒玉米殘留物作為主要燃料。當然，熔爐可以包括補充熱源，例如天然氣燃燒器，通常用在熔爐啟動和關閉操作。然而，優選地，在啟動和關閉之間的正常操作過程中，玉米殘留物作為熔爐內燃燒的主要燃料(即，主燃料)。在某些實施例中，玉米秸杆是某段時間內熔爐內燃燒的唯一燃料。在其他實施例中，在熔爐內可以燃燒包括作為主要組分的玉米秸杆和作為次要組分的其他燃燒源(例如廢棄的種子)。設施13還可以包括預處理站19，預處理站19包括用於提供一些收割的玉米殘留物在地點上的存儲的存儲布局。在某些實施例中，存儲布局可以包括預處理建築物內的短期暫存區21，用於保存馬上要進行預處理的玉米殘留物；以及外部備份存儲區23，用於存儲玉米殘留物的備份供給(例如一周的玉米殘留物的供給，其通常包括至少3400大包，每個大包重1250磅)。備份供給確保設施13可以在天氣或其他因素幹擾對設施持續供給玉米殘留物的情況下可以持續操作預定時間段。預處理站19可以包括預處理建築物內的處理設備27，用於在燃燒之前處理(例如粉碎)玉米殘留物。

還參考圖3，設施13可以包括回收站25，其提供預處理站19和燃燒和蒸汽生成站15之間的緩衝，用於在將預處理的玉米殘留物饋送到燃燒和蒸汽生成站15的熔爐之前將預處理的玉米殘留物在封閉空間內暫存有限的時間。回收站25允許預處理站19在每天設定的持續時間內操作(例如8-10小時)，同時燃燒和蒸汽生成站15持續操作。當操作預處理站時，預處理的玉米殘留物產生的速率超過了燃燒和蒸汽生成站15消耗玉米殘留物的速率。由此，由預處理站19生成的過量的預處理玉米殘留物被堆放在回收站25。在回收站25堆放的玉米殘留物的數量足以使得燃燒和蒸汽生成站15在預處理站19關閉的時間周期內持續操作。優選地，設施13還包括減輕汙染設備。例如，設施13可以包括用於從設施生成的排氣流中去除例如飛塵的微粒材料的設備(例如機械過濾器、機械分離器，例如氣旋分離器、電濾器或其他結構)。設施還包括選擇性非催化還原(SNCR)系統，用於減少廢氣排放中的氮氧化物(NOx)的濃度。此外，設施還包括酸性氣體控制系統，用於中和在廢氣排放中存在的酸性氣體。參考圖1，所示的方法的第三步驟30包括與服務區域14內的玉米種植者籤訂合同，以代表他們收割過量的玉米殘留物。通常，設施操作者將與玉米種植者籤訂關於收割過量的地面上的玉米殘留物的多年的合同(例如三年、五年等)。收割的玉米殘留物的數量可以根據玉米種植者的不同而不同。例如，一些玉米種植者可以籤訂合同將給定面積上的全部玉米殘留物由設施操作者從土地上收割或移除。然而，在服務區域內的許多玉米種植者可以選擇僅從土地收割和移除他們的玉米殘留物的一部分。可以被收割的玉米殘留物的數量通常依賴於爭論中的玉米穀物的產量。對於產量等於每英畝180蒲式耳或更多的高產量面積，優選地籤訂合同以指定至少50%的地面上的玉米殘留物可 以由設施操作者收割。在典型的應用中，40%到60%的玉米殘留物可以被持續收割而不減小土壤的生產力。在這種情況下，根據爭論中的玉米穀物的產量，籤訂合同被收割的玉米殘留物的數量通常在每英畝
2.25-2.5噸的範圍內。應該知道收割玉米殘留物的時間周期很短並且通常局限在一到兩個月。在這種情況下，優選地，籤訂合同需要玉米種植者通知設施操作者當玉米種植者打算收割穀物的時候以及當種植者實際上已經收 割穀物的時候。此外，合同可以要求玉米種植者向設施操作者提供與玉米農作物相關的信息(例如，玉米穀物的當前含水量、玉米秸杆的當前含水量)。上述信息允許設施操作者在可以收割地面上的玉米殘留物的時候有效地計劃。合同也可以要求玉米種植者使得預定數量的玉米種植者的耕種面積可以用於存儲由設施操作者收割的玉米殘留物。在玉米種植者的所有上存儲收割的玉米殘留物的指定的時間周期可以從I個月到12個月。在圖1的方法的第四步驟40，設施操作者代表玉米種植者收割過量的玉米殘留物。優選地，玉米殘留物在收割的時候具有大約10-15%的範圍內的含水量。玉米殘留物的含水量影響燃燒玉米殘留物的效率。如果玉米殘留物太溼，則玉米殘留物的英制熱量單位(BTU)值下降。相反地，如果玉米殘留物太幹，則能量轉化率降低。由此，通常期望在穀物被收割之後且在過量的玉米殘留物被收割之前，過量的玉米殘留物在土地裡保持預定時間量。以這種方式，由於風、太陽和低的相對溼度，允許將過量的玉米殘留物在土地中乾燥到期望水平。一旦玉米殘留物達到期望的含水量，則收割玉米殘留物。在收割穀物時由玉米種植者提供給設施操作者的初始含水量數據可以提供關於在收割過量的玉米殘留物之前過量的玉米殘留物應該在土地中保持乾燥多長時間的粗略估計。可以進行溼度測試以預測/預期可以收割玉米殘留物的大致時間。可以通過沿著多個秸杆的長度在多個位置插入溼度測量探頭並且將測量結果取平均值來測量玉米殘留物的含水量。可選地，可以減小多片殘留物(例如秸杆、葉、玉米穗軸)的尺寸(例如粉碎)並且成堆放置，並且溼度測試探頭可以用於確定堆內不同位置處的含水量。從堆得到的不同溼度讀數被取平均值以確定玉米殘留物的整體含水量。應該理解設施操作者需要在相對短的時間內完成大量收割。為了實現該收割，設施操作者可以短期租用收割設備(例如，粉碎機、鋪條機、打包機、收集機)。此外，可以僱傭第三方作為獨立承包人在設施操作者的監督下進行工作，以進行玉米殘留物收割操作。當籤訂協議的玉米種植者的土地中的玉米殘留物乾燥到期望的含水量的時候，設施操作者收割玉米殘留物。如圖4所示，收割過程可以使用由牽引車252拖動的粉碎機/鋪條機250。粉碎機/鋪條機250具有主殼體251，主殼體251具有在第一和第二端247、249之間延伸的長度。粉碎機/鋪條機250限定了中心線257，中心線257將殼體251分成兩半並且垂直於殼體251的長度。中心線257通常沿著粉碎機/鋪條機250的行進方向延伸。粉碎機/鋪條機250具有位於殼體251的第一端247的卸料斜槽253。斜槽253的端定位允許兩個通路在給定區域交叉以堆於單個料堆255 (S卩，組合的料堆)。粉碎機/鋪條機250可以包括切割機構，例如杯狀切割器256 (即，杯狀刀具)，其裝配在旋轉輸送機258，例如可以是關於旋轉軸260旋轉的鼓或軸。切割機構安裝在殼體251內。粉碎機/鋪條機250還可以包括橫向傳送機，例如裝配在殼體251內的螺旋鑽262，用於沿著殼體251的長度將杯狀切割器256切割的玉米殘留物橫向傳送到端卸料斜槽253。一個或多個槳255可以裝配在傳送器258上，用於將玉米殘留物向後卸載出卸料斜槽253。優選地當玉米殘留物的含水量處於10-15%的範圍內時，進行粉碎/鋪條操作。為了打包的目的，期望組合的料堆具有小於大約42英寸的寬度w以及跨越組合料堆的寬度的非常恆定/均勻的高度。為了實現這樣的組合料堆，期望跨越土地從第二通路收集的玉米殘留 物以便至少部分地堆在來自第一通路的料堆上面。優選地，可以實現這個目的而不需要壓制第一料堆的一部分，其可以使得料堆成球以及整體瓦解。為了允許第二料堆堆在第一料堆之上，期望調整卸料斜槽253以使得玉米殘留物至少部分地在橫向方向上從殼體251的第一端247向外卸料。在某些實施例中，第一料堆可以直接堆積在粉碎機/鋪條機後面，並且第二料堆可以從粉碎機/鋪條機的一端至少部分地橫向向外延伸的方向上從斜槽卸料，使得第二料堆可以至少部分地堆在第一料堆之上。圖4A-4D示出了用於調整從粉碎機/鋪條機導向的卸料流的各種配置。圖4A示出了粉碎機/鋪條機250a，其具有卸料斜槽253a，卸料斜槽253a包括內部和外部引導件264、265，其可以圍繞垂直軸266、267關於斜槽253a的內壁和外壁268、269樞轉。當樞轉到期望位置時，引導件264、265固定在該位置(例如使用緊固件、夾具等)。引導件264、265可以平行於中心線257定向，或者相對於中心線257成角度。當引導件264、265在角度上遠離中心線257時，從斜槽253a卸載的材料與中心線257成角度的方向橫向向外遠離中心線257移動。圖4B示出了粉碎機/鋪條機250b，其具有卸料斜槽253b，卸料斜槽253b包括內壁和外壁270、271。引導件272可樞轉地附接於內壁270。引導件272可以相對於中心線257成角度，使得從斜槽253b卸載的材料在與中心線257成角度的方向上向外遠離中心線257移動。引導件272還可以被定向使得斜槽253b平行線中心線157在向後方向上卸載材料。圖4C示出了粉碎機/鋪條機250c，其具有卸料斜槽253c，卸料斜槽253c包括內壁和外壁273、274。擋板275可滑動地附接於內壁273。擋板275可以沿著關於中心線257橫向的滑動方向上滑動，以改變斜槽253c的卸載區域。通過沿著滑動方向移動擋板275遠離中心線257並且將擋板固定在位置上，可以使得斜槽153c的卸載區域變得更窄。此外，因為在內壁273進行調節而不是在外壁274進行調節，從斜槽253c形成的料堆的外部邊緣遠離中心線257。較小寬度的斜槽253c開口結合臨近於粉碎機/鋪條機250c的外端的斜槽開口 253c的外壁274的定位有助於得到較窄組合的料堆，因為兩個相對窄的料堆可以在其間具有最小間隙地並排堆積。圖4D示出了粉碎機/鋪條機250d，其具有卸料斜槽253d，卸料斜槽253d包括內壁和外壁280、281。兩個壁280、281中的一個可以相對於粉碎機/鋪條機150d的主殼體移動以控制玉米秸杆從斜槽250d卸料的方向。通過圍繞垂直樞轉軸移動壁280、281，壁280、281可以朝向中心線257與中心線257成角度地移動、平行於中心線257移動或者遠離中心線257移動。期望控制粉碎/鋪條操作，使得從給定面積收割的玉米殘留物的數量對應於合同籤訂的數量。為了控制殘餘收割的數量，粉碎機/鋪條機250可以被設置在不同切割高度，較低的切割高度對應於每英畝收割較多噸數的玉米殘留物並且較高的切割高度對應於每英畝收割較少噸數的玉米殘留物。在某些實施例中，切割高度在2英寸到20英寸的範圍內。在優選實施例中，切割高度在8-15英寸或6-12英寸的範圍內。在收割過程中，期望最小化料堆中出現的雜質或其他碎片。玉米種植者希望在他們的土地中儘可能多的保留土壤。此外，在收割的玉米殘留物中增加的土壤含量可以使得肥料的價值變小，肥料作為處 理玉米殘留物產生的副產品。此外，在玉米殘留物中過多的雜質的重量將增加運輸成本。此外，在玉米殘留物中過多雜質將使得從玉米殘留物形成的大包更難使用設備(例如收集機)處理，因為大包更不容易滑動。在鋪條的過程中，杯狀切割器256的旋轉產生了真空效果，這幫助吸引玉米殘留物並且還將其清理到鋪條機250中。在這點上，收集的雜質的數量依賴於粉碎/鋪條過程中切割玉米殘留物的高度。較高的切割導致在鋪條的玉米殘留物中存在較少的雜質，而較低的切割導致在鋪條的玉米殘留物中存在較多的雜質。可以通過改變鋪條機250的牽引杆的傾斜角度控制在鋪條的玉米殘留物中雜質的數量。杯狀切割器256產生的真空的數量直接依賴於杯狀切割器256圍繞軸260旋轉的速度。由此，期望控制杯狀切割器的旋轉速度，使得玉米殘留物被有效地傳送到水平傳送器，而不傳送過量的雜質/ 土壤。通常，牽引車動力輸出在大約900-1100分鐘每轉(RPM)的範圍內的旋轉速率上工作，並且鋪條機250的動力輸入軸以一比一的比率由動力輸出驅動。鋪條機的動力輸入軸驅動旋轉傳送器258的旋轉。在存在過量的雜質收集的情況下(例如低切割，乾燥條件)，操作者可以操作牽引車以最小化動力輸出的旋轉速度。例如，可以操作牽引車使得動力輸出速度小於1000RPM或小於950RPM。通過降低動力輸出速度，降低了杯狀切割器256的旋轉速度，由此降低杯狀切割器256的真空效果。
在某些實施例中，可以使用旋轉速度調節機制(例如齒輪箱或可變速傳送裝置)以允許將旋轉傳送器158的旋轉速度調節為與給定應用匹配。可以在動力輸出和旋轉傳送器158之間的某一個點提供旋轉速度調節機制，或者可以在牽引車提供旋轉速度調節機制以調節動力輸出的旋轉速度。以這種方式，當期望在幹的條件下提供低切割時，可以使用旋轉速度調節機制來將旋轉傳送器158的旋轉速度降低到期望水平。此外，對於高切割應用，可以使用旋轉速度調節機制來將旋轉傳送器158的旋轉速度增加到期望水平，這允許牽引車以較高的地面速度操作。期望粉碎機/鋪條機250將玉米殘留物粉碎到具有3-12英寸的目標範圍的平均長度。在某些實施例中，從鋪條機150輸出至料堆255的玉米殘留物已經被粉碎為具有6-9英寸目標範圍的平均長度。將玉米殘留物粉碎為期望長度有助於隨後產生具有期望尺寸和壓實程度的大包。在完成粉碎和鋪條操作之後，料堆255中的玉米殘留物優選地被打包(見圖5)。在打包操作中，優選地產生矩形大包166以有助於處理和堆疊。在優選實施例中，大包可以是大約3英尺X4英尺X8英尺。為了鼓勵水粉碎和最小化處理和運輸成本，優選地大包166相對密集。在優選實施例中，大包具有至少每立方英尺13磅的緊密密度。在某些實施例中，大包166具有1000-1500磅範圍內的重量,或者1100-1400磅範圍內的重量,或者大約1200-1300磅的重量。上述重量和緊密程度可應用於由具有大約10%含水量的玉米殘留物形成的大包。在一個實施例中，大包166由具有至少450磅抗張強度的至少六個塑料合股線的包裹168保持在一起。在其他實施例中，可以使用其他尺寸的矩形大包(例如4X4X8英尺)或甚至圓形大包。圖5示出了沿著一個料堆255在牽引車402後面拖拽的打包機400。如圖5所示，打包機400將料堆的一部分壓緊成多個大包166。打包機包括窄道404，其優選地比料堆255更寬。可旋轉的拾取裝置406位於窄道404中，用於拾取玉米殘留物並且將玉米殘留物傳送到一組螺旋輸送機408上，其將玉米殘留物移動到中央壓緊室410。在壓緊室410中，玉米殘留物被壓緊成矩形大包，並且然後使用合股線打包。完成的大包166被排出打包機400的後面。參考圖5和5A，可旋轉拾取裝置406包括圍繞中心軸414旋轉的軸412。在軸412旋轉時，多個徑向尖頭416 (例如手指、線、構件等)由軸412圍繞中心軸414傳送。尖頭416在使得玉米殘留物由尖頭416拾取並且在軸412上面傳送到螺旋輸送機408的方向上旋轉。將拾取裝置406定位得離地面太近將導致尖頭破損。然而，當拾取裝置406升高時，拾取裝置402不能拾取最下層的玉米殘留物。將相當大層的玉米殘留物留在料堆中對於進行免耕種植的玉米種植者來說存在問題，因為該層可能干擾有效的種子種植和發芽。此外，將玉米殘留物留在料堆中將減小整體玉米殘留物收割。為了克服這個問題，打包機400可以包括氣助系統420，用於幫助拾取裝置406拾取料堆中底層的玉米殘留物。氣助系統420可以包括導氣布置(例如一個或多個氣刀、氣嘴等)，其引導拾取裝置406下面的氣流，由此使得料堆中最下層的玉米殘留物由氣體提升到拾取裝置406的旋轉尖頭416的通路中。以這種方式，拾取裝置406可以在地面上提升定位，同時仍然能夠拾取料堆255中最下層的玉米殘留物。 在完成大包處理之後，大包被收集並且堆放在玉米種植者的土地的臨時存放位置。作為與玉米種植者籤署合同的一部分，可以約定從玉米種植者租用與臨時存放位置相對應的空間特定的時間段。可以使用收集設備收集和堆疊大包。圖6示出了示例收集機170，其包括支撐成角度的底臺174的車輛172和前提升機構176。使用收集機170時，收集機170被驅動通過土地並且前提升機構176用於將在車輛的駕駛室178頂部上將大包提升到成角度的底臺174上。為了拾取給定的大包，不需要停止車輛的移動。相反地，在空中拾取大包並且在駕駛室178上將其提升到成角度的底臺174上。然後大包在成角度的底臺向下滑動停止，以為額外的大包提供空間。當在底臺174上收集了預定數目的大包時，收集器170返回到玉米種植者的土地的臨時存儲位置，在那裡大包從成角度的底臺174滑下到存儲位置並且堆疊在存儲位置處。在圖1的方法的第五步驟50，大包從玉米種植者的土地上的臨時存儲位置傳送到燃燒和蒸汽生成設施。優選地，大包存儲在玉米種植者的土地上直到需要在設施13燃燒大包。由此，大包可以從玉米種植者的土地運輸並且立即/直接傳送到預處理站19用於預處理，而沒有任何大包的中間場外存儲。以這種方式，最小化處理和運輸大包所花費的時間量和能量。在不能存儲在玉米種植者的土地上的情況下，大包可以被傳送到場外存儲位置，在那裡大包被臨時存儲直到需要在設施地點燃燒大包。在圖1的方法的第六步驟60，在燃燒和蒸汽生成設施13處，打包的玉米殘留物被處理以產生電力，並且被用作副產品，例如灰燼。圖7是提供在設施13進行的操作順序的概略圖。在步驟70，大包在預處理站19被預處理(例如通過粉碎而減少)。在預處理站19進行預處理之後，預處理的玉米殘留物被傳送到回收站25 (見步驟72)，在那裡預處理的玉米殘留物被堆積在料堆中。此後，預處理的玉米殘留物被從回收站19傳送給燃燒和蒸汽生成站15，並且被燃燒(見步驟74)。來自預處理的玉米殘留物的燃燒產生的熱被用於產生蒸汽(見步驟75 )，蒸汽被用於發電(見步驟78 )。從玉米殘留物的燃燒得到的燃燒廢氣流被排放到大氣之前由減輕汙染設備處理。廢氣中的飛灰被收集(見步驟82)和銷售(見步驟84)。圖8和圖9示出了圖3 的預處理站19的細節。預處理站19包括預處理建築物90，其中容納一個或多個磨碎機92和短期暫存區域21。短期暫存區域21通常提供足夠的空間來存儲250-350個大包，每個重約1250磅。磨碎機92包括饋入傳送器93，其將大包饋送進入磨碎組件94。磨碎組件包括一個或多個可旋轉磨碎單元96(例如鼓、轉子、軸),其承載多個磨碎元件97 (例如齒、葉片、連枷等)，用於將大包拆開並且磨碎形成大包的平均尺寸的玉米殘留物組件。提供篩網99以控制離開材料磨碎機92的玉米殘留物碎片的尺寸。篩網99至少部分地圍繞可旋轉磨碎單元96並且形成磨碎室，磨碎室中具有可旋轉磨碎單元99。在一個實施例中，磨碎機92研磨形成大包的玉米殘留物，使得離開材料磨碎機92的玉米殘留物的碎片具有小於3英寸的平均長度。優選地，離開研磨器的玉米殘留物具有不超過25%的長度上小於.25英寸的材料。材料磨碎機92將磨碎的玉米殘留物存放在卸料輸送機100上，其將磨碎的玉米殘留物傳送到高架輸送機102上。高架輸送機102將磨碎的玉米殘留物從預處理站90傳送到回收站25。參考圖8，預處理站19包括卡車路由路徑104，其通過建築物延伸使得承載來自玉米種植者的土地的大包的卡車可以將大包直接卸載到饋入輸送機93或在饋入輸送機93滿了的時候卸載到短期暫存區域21。卡車路由路徑具有通過建築物90的直接通過配置。可以在預處理站19提供卡車稱，用於確定卸載大包之前每個卡車的負載的重量。該重量可以用於確定每個玉米種植者按照協議應當由設施操作者補償多少。預處理站19的備份存儲區域23被劃分在建築物90緊外面兩個專用區域之間。如上所述，通過將打包的玉米殘留物直接從各個玉米種植者的土地上的存儲位置傳送到預處理站19，玉米殘留物優選地在預處理站19的操作過程中被持續提供給預處理站19。由此，可以預期惡劣的天氣狀況或非常溼的土地可能在時間周期內限制對玉米種植者的土地上的玉米殘留物的接近。為了解決這個問題，備份存儲區域23提供玉米殘留物的足夠的現場存儲，以允許設施在最壞情況預期的時間周期(例如I周)上連續操作，其中可以接近土地存儲的玉米殘留物。如前所述，回收站25提供封閉的位置用於堆放最終被送入燃燒和蒸汽生成站15的磨碎的玉米殘留物。在一個實施例中，回收站25被配置為暫存(例如堆放、存儲、累積)至少1000噸磨碎的玉米殘留物。圖10和圖11示出了圖3的回收站25的細節。參考圖10，回收站25包括具有長度L和寬度W的存儲建築物110。高架饋入輸送機112沿著回收建築物110的天花板沿著回收建築物110的長度L延伸。饋入輸送機112從在預處理站19和回收站25之間延伸的高架輸送機102接收磨碎的玉米殘留物。饋入輸送機112用於沿著回收存儲建築物110的長度填充回收存儲建築物110。堆上回收機114位於建築物110的一端。回收機114用於將回收存儲建築物110中存儲的磨碎的玉米殘留物移動到饋出輸送機116。饋出輸送機116將磨碎的玉米殘留物傳送到從回收站25延伸到燃燒和蒸汽生成站15的輸送機130。如圖11所示，每個回收機114包括在環路中圍繞回收機吊杆120定向的輸送結構118(例如牽引鏈或帶)，回收機吊杆120圍繞樞轉軸122樞轉。每個輸送結構118在圍繞其對應的回收機吊杆120的旋轉方向上 旋轉。回收機吊杆120圍繞樞轉軸122在上升的向上角度位置126和向下位置128之間可移動(參見短劃線)。在使用中，回收機114初始位於存儲建築物110中存儲的磨碎的玉米殘留物堆上的上升位置126。為了從存儲建築物110卸載存儲的磨碎的玉米殘留物，回收機114從上升位置向下樞轉，同時輸送結構118在旋轉方向124上旋轉。由於回收機114向下移動，因此輸送結構118與玉米殘留物堆接合，並且沿著建築物110的寬度W將玉米殘留物從堆中拽下至饋出輸送機116。當回收機114達到較低位置128使得原來存儲在下面的所有玉米殘留物已經被裝載到饋出輸送機116時，回收機114升高回到上升位置126並且沿著預處理建築物210的長度L將建築物另一端堆放的玉米殘留物推到回收機114下面的區域。在某些實施例中，例如前端裝載機的設備用於推動回收輸送機218下面的玉米殘留物。此後，回收機114可以再次從升高位置126樞轉到降低位置128以卸載回收機114下面推入的玉米殘留物。圖12和圖13不出了用於回收站25的可選回收輸送機布置。可選回收輸送機布置包括兩個堆上回收機140，它們協作以延伸跨越回收存儲建築物142的寬度W。回收機140每個均包括連續的輸送結構144，其圍繞吊杆146循環，吊杆146圍繞軸148樞轉。輸送結構144圍繞他們相應的吊杆146在方向150、152旋轉。回收機140圍繞軸148在回收機140向上成角度的升高定向154和回收機140通常水平且與建築物142的地板相鄰的降低定向156之間樞轉。饋入輸送機布置158沿著建築物142的長度L延伸，並且鄰近於建築物142的頂部安裝。饋入輸送機布置158從在預處理站19和回收站25之間延伸的高架輸送機102接收磨碎的玉米殘留物。饋出輸送機160沿著建築物142的長度L延伸並且位於回收機140的樞轉軸148附近。饋出輸送機160將磨碎的玉米殘留物傳送到從回收站19延伸到燃燒和蒸汽生成站15的輸送機130。在某些實施例中，回收機140可以安裝在卡車162或允許回收輸送機沿著建築物142的長度L行進(例如要被指向)的其他結構。在回收建築物142的操作中，建築物142通過高架饋入輸送機布置158填充有磨碎的玉米殘留物。為了卸載回收機140下面堆放的玉米殘留物，回收機140從升高定向154向下樞轉，同時輸送結構144圍繞它們各自的吊杆146在方向150、152上旋轉。當回收機140降低時，輸送結構144與回收機140下面堆放的玉米殘留物接觸，使得玉米殘留物被向下拖拽並且橫向穿過建築物142的寬度朝向饋出輸送機160拖拽。當回收機140逐漸向下移動時，回收機140下面的材料被輸送到建築物142側面的饋出輸送機160。一旦回收機140到達降低定向156時，回收機140上升回到升高定向154並且然後被指向或者由傳輸驅動布置沿著軌道162移動到回收機140在磨碎的玉米殘留物上面定向的位置，該磨碎的玉米殘留物通過饋入輸送機布置158被預先載入到建築物142。回收機140然後被降低以將下一批磨碎的的玉米殘留物移動到饋出輸送機160。應該認識到可以重複上面的指向和卸載序列，從而沿著回收建 築物142的整個長度L逐步地移動回收機140。以這種方式，建築物142的整個存儲區域可以被卸載而不需要通過例如前端裝載器的補充設備將存儲的玉米殘留物移動到建築物142內。圖14示出了圖3的燃燒和蒸汽生成站15和圖3的蒸汽渦輪發電機17的細節。燃燒和蒸汽生成站15包括熔爐300，在熔爐300中燃燒玉米殘留物以產生用於在鍋爐302產生蒸汽的燃燒熱。來自鍋爐302的蒸汽驅動蒸汽渦輪發電機17的蒸汽渦輪303。渦輪303給發電機305提供動力，發電機產生可以被銷售的電力。子站315用於在銷售電力之前逐步提高發電機305生成的電力的電壓。 燃燒和蒸汽生成站15的熔爐300可以包括加煤機，加煤機包括振動爐排304，其上分布了期望被燃燒的玉米殘留物。燃燒氣體被引導進入位於爐排304下面的位置311的熔爐300，使得在燃燒玉米殘留物的過程中燃燒氣體向上流動通過爐排304。風扇307可以用於從容納熔爐300的建築物309吸取加熱的燃燒氣體，以利用由熔爐300產生的廢熱。燃燒氣體還可以由熱交換器310預加熱，來自熔爐300的廢氣通過熱交換器310。加煤機的振動爐排304可以是斜坡的，並且震動以進行自動清潔。玉米殘留物的燃燒產生的灰燼從加煤機爐排304的排出端排出到灰燼漏鬥306。輸送機將灰燼從漏鬥排出至處置容器308。上部燃燒區域/容積312被提供在加煤機爐排304上面，用於燃燒懸浮的燃料顆粒和可燃燒氣體。空氣/氣體可以在噴嘴314被注入上部燃燒區域312中。空氣/氣體可以是環境空氣或者來自熔爐300的再循環的廢氣或二者結合的形式。風扇316、318可以用於移動環境空氣和/或再循環的廢氣。玉米殘留物可以由燃料分配系統320傳送到爐排304，燃料分配系統320從燃料測定布置322接收磨碎的玉米殘留物。燃料測定布置322從輸送機130接收玉米殘留物，該輸送機130從回收站25延伸至燃燒和蒸汽生成站15。燃料測定布置將玉米殘留物向下傾斜饋送到燃料分配系統320。燃料分配系統320可以包括氣動系統，其使用氣體/空氣流來傳遞/吹動玉米殘留物穿過爐排304的頂部。用於燃料分配系統320的氣體/空氣由將環境空氣傳遞給熔爐300的燃料分配器風扇324提供，或者由將熔爐廢氣再循環到熔爐300的廢氣再循環風扇326提供。應該知道，空氣/氣體源可以單獨使用或組合使用。饋送到熔爐內的玉米秸杆燃料優選地是玉米秸杆碎片的混合物，其具有包括小於3英寸的平均碎片長度的組成的玉米秸杆碎片，長度小於.25英寸的重量不超過25%。在一個實施例中，饋送到熔爐的玉米秸杆燃料是玉米秸杆碎片的混合物，其具有包括長度小於3英寸的至少75%重量的和長度上小於.25英寸的不超過25%重量的組成。如上所述，將再循環廢氣注回到熔爐300可以有助於控制NOx排放。系統還可以包括NOx移除站354，用於處理熔爐廢氣。NOx移除站可以利用無水氨來將NOx還原成氮氣和水。燃燒和蒸汽生成站15的鍋爐302從熔爐300接收熱的廢氣，並且使用來自熔爐廢氣的熱量生成蒸汽。鍋爐302包括從爐底鍋筒332延伸到蒸汽鍋筒334的多個蒸汽管330。來自蒸汽鍋筒334的蒸汽在過熱器336被過加熱。來自熔爐300的燃燒熱量被用於蒸發蒸汽管330中的水，使得蒸汽被提供給蒸汽鍋筒334，並且還用於過加熱過加熱器336中的蒸汽。如圖14所示，從熔爐300輸出的熱廢氣流入鍋爐300。在鍋爐中，廢氣初始流動通過過加熱器336並且然後流動通過蒸汽管330。來自過加熱器336的過加熱的蒸汽被傳送到蒸汽渦輪發電機17。具體地，過加熱的蒸汽被導向向發電機305提供動力的蒸汽渦輪303。在通過蒸汽渦輪303之後，蒸汽通過冷凝器(例如冷卻塔)並且然後在閉合通路路由回來通過脫氣器和熱交換器338至爐底鍋筒332。熱交換器338使用離開鍋爐302的熔爐廢氣中的熱量來在給水進入爐底鍋筒332之前預加熱給水。補給水可以通過脫氣器被饋入閉合系統。補給水優選地在進入閉合系統之前路由通過淨化系統。在某些實施例中，鍋爐能夠持續生成190000磅每小時到220000磅每小時蒸汽同時在過加熱器出口以900磅/平方英寸(psig)的壓力操作並且在過加熱器出口以900度華氏蒸汽溫度的溫度操作。在某些實施例中，鍋爐在過加熱器出口處在800 — IOOOpsig或者850 - 950psig或者大約900psig的壓力下操作。此外，在某些實施例中，來自過加熱器出口的輸出蒸汽具有800 - 1000華氏度、或者85`0 - 950華氏度或者大約900華氏度的溫度。玉米殘留物具有相對高濃度的鹼和鹼土元素(例如鉀、磷、鈉、鎂和鈣)。玉米殘留物還具有高濃度的無定形氧化矽。這提供了在鍋爐中高程度的灰燼沉積的增加的可能性(例如，在鍋爐管、過加熱器和鍋爐的其他結構)。在鍋爐的元件上形成的沉積層將鍋爐元件隔熱，由此對於鍋爐的熱傳導效率產生負面影響。灰燼的沉積率依賴於排氣溫度。在這一點上，已經確定了由玉米殘留物燃燒得到的灰燼沉積率是可控的，如果操作熔爐300使得熔爐300目標熔爐排氣溫度(FEGT)優選地小於1800華氏度，更優選地小於1700華氏度。FEGT是通過熔爐出口 340離開熔爐300並進入鍋爐302的熔爐廢氣的溫度。在某些實施例中，FEGT處於1400 - 1800華氏度的範圍內。在優選實施例中，FEGT處於1400 — 1700華氏度的範圍內。吹灰裝置也可以用於幫助移除灰燼沉積物。在離開鍋爐302時，熔爐廢氣可以通過熱交換器310以預加熱在加煤機爐排下面正在被饋入熔爐300的燃燒空氣。廢氣從熱交換器310通過灰燼移除元件342。在優選實施例中，灰燼移除元件包括氣旋顆粒分離器，用於通過離心動作從廢氣流移除灰燼，並且通過灰燼出口 343排出灰燼。廢氣在廢氣出口離開微粒移除元件342，並且通過熱交換器338，來自廢氣的熱量在熱交換器338用於預加熱通過脫氣器正在從冷凝器路由到爐底鍋筒332的給水。從熱交換器338的下遊提供了酸處理站347，用於通過添加基礎材料(例如碳酸氫鈉)來在廢氣中中和酸(例如鹽酸)。導流風扇344位於酸處理站347的下遊，用於使得廢氣流通過系統，從而在熔爐300中提供微真空。風扇344的下遊是再循環空氣接近位置346，在這裡部分廢氣從廢氣流轉向並且再循環回到熔爐300。如描述的實施例所示，轉向的廢氣可以被引導至氣動燃料分配系統320。以這種方式，再循環的空氣被注入加煤機爐排上面的熔爐300，作為熔爐傳送處理的一部分。轉向的廢氣還可以通過上部燃燒區域312提供的噴嘴314被注入熔爐300。沉澱器348處於再循環空氣接近位置346的下遊。沉澱器348用於沉澱飛灰以及在酸處理站346中和的材料。沉澱後的材料被收集在漏鬥中。輸送機可以用於將在微粒移除元件342收集的灰燼和在沉澱器收集的沉澱材料移動到灰燼收集筒倉350。廢氣從沉澱器348被引導到出口煙囪356。已經確定灰燼具有相當的營養價值，使其適於用作肥料。灰燼的主要組成包括基於二氧化矽的化合物(例如S102)。基於二氧化矽的化合物通常構成超過30%的灰燼。此外，基於鉀的化合物(例如K2O)可以構成至少30%的灰燼，基於磷的化合物(例如PTO5)可以構成至少5%的灰燼並且基於碳化合物可以構成至少5%的灰燼。在灰燼中存在的其他化學物質包括A1203、Fe203> TiO2, CaO、MgO和Na20。在某些實施例中，收集的飛灰被輸送到造球機352 (例如造球磨)，其中灰燼被緊密結合成小球。小球可以被散裝銷售或者成袋銷售作為肥料或土壤添加劑。也可以與次要燃料源在熔爐302中共同燃燒地面上的玉米殘留物。例如圖14示出了可選的次要燃燒源360，用於將次要燃料傳送到燃料測定布置322。優選地，地面上的玉米殘留物仍然作為主要燃料源，少量的次要燃料和地面上的玉米殘留物混合。在某些實施例中，次要燃料具有比地面上的玉米秸杆更高的BTU值。具有更高BTU值的次要燃料的例子包括來自種子公司的過量的或廢棄的種子(例如玉米種子、黃豆種子等)。在某些實施例中，廢棄的種子可以是化學處理後的種子，使用殺蟲劑、殺真菌劑或其他類型的化學處理。由玉米秸杆和次要燃料的混合物得到的混合燃料優選地具有小於3英寸的平均碎片長度，小於.25英寸的長度在重量上不超過25%。在某些實施例中，混合的燃料混合物具有包括長度小於3英寸的至少75%重量和長度小於.25英寸的不超過25%重量的組成。上述說明書提供了如何將某些方面進行實踐的例子。應該知道可以以這裡特定示出和描述的方式之外的其他方式實踐這些方面，而不偏離本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種用於管理過量的地面上的玉米殘留物和用於生成蒸汽的方法，所述方法包括: 識別接近於高密度高產量的連續種植玉米的玉米地的地點位置； 在所述地點位置處建立玉米殘留物燃燒和蒸汽生成設施； 與所述地點位置的服務區內的玉米種植者籤訂授予代表玉米種植者收割地面上的玉米殘留物的權利的合同，其中所述玉米種植者是高產量的連續種植玉米的玉米地的種植者； 與所述玉米種植者籤訂合同授予在玉米種植者的所有物上存儲打包的地面上的玉米殘留物的權利； 與所述玉米種植者籤訂合同要求玉米種植者通知期望的玉米穀物收割日期和測量的玉米含水量； 在所述玉米種植者收割了玉米穀物之後代表玉米種植者收割地面上的玉米殘留物，當地面上的玉米殘留物具有10-15%範圍內的含水量時收割地面上的玉米殘留物，並且所述收割包括將地面上的玉米殘留物打包成矩形大包； 在所述玉米種植者的所有物上存儲大包； 將大包從所述玉米種植者的所有物傳送到所述玉米殘留物燃燒和蒸汽生成設施的預處理站，其中大包在所述預處理站被磨碎以形成磨碎的玉米殘留物； 在所述玉米殘留物燃燒和蒸汽生成設施處的熔爐內燃燒所述磨碎的玉米殘留物以產生熱量；以及 使用來自熔爐的熱量在鍋爐內生成蒸汽。
2.根據權利要求1所 述的方法，其中，所述磨碎的玉米殘留物是在熔爐的正常操作過程中在熔爐內燃燒的主要燃料。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述磨碎的玉米殘留物是在熔爐的正常操作過程中在熔爐內燃燒的唯一燃料。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，來自所述鍋爐的蒸汽驅動向發電機提供動力的蒸汽渦輪。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，至少50%的地面上的玉米殘留物被收割。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，連續種植玉米的玉米地具有每英畝至少190蒲式耳的玉米穀物產量。
7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述鍋爐每小時生成190000磅至220000磅的蒸汽。
8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述鍋爐在過加熱器出口提供900psig的蒸汽壓力並且在所述過加熱器出口提供900華氏度的溫度。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，在熔爐出口處的廢氣溫度在所述熔爐的正常操作過程中處於1400至1800華氏度的範圍內。
10.根據權利要求9所述的方法，其中，在所述熔爐出口處的廢氣溫度在所述熔爐的正常操作過程中處於1400至1700華氏度的範圍內。
11.根據權利要求1所述的方法，其中，在熔爐出口處的廢氣溫度在所述熔爐的正常操作過程中處於1400至1800華氏度的範圍內。
12.根據權利要求1所述的方法，其中，使用粉碎機/鋪條機收割地面上的玉米殘留物，在所述粉碎機/鋪條機的主殼體的第一端具有卸料斜槽，並且其中，通過調節所述粉碎機/鋪條機的切割高度來控制收割的地面上的玉米殘留物的數量。
13.根據權利要求12所述的方法，其中，所述主殼體具有在第一端和相對的第二端之間延伸的長度，其中輸送機沿著所述長度延伸，其中所述粉碎機/鋪條機的中心線將所述長度分成兩半並且關於所述長度垂直，其中所述卸料斜槽具有相對的第一和第二直立壁，其中第一壁比第二壁更接近於所述中心線，並且其中第一壁或鄰近第一壁提供的結構可以被調整以修改所述卸料斜槽的卸料特性。
14.根據權利要求1所述的方法，其中，大包被壓實為每立方英尺至少13磅的密度。
15.根據權利要求14所述的方法，其中，每個大包具有1000至1400磅範圍內的重量。
16.根據權利要求1所述的方法，還包括在燃燒磨碎的玉米殘留物之前在回收建築物中暫存所述磨碎的玉米殘留物。
17.根據權利要求16所述的方法，還包括使用堆上回收機從所述回收建築物卸載所述磨碎的玉米殘留物，所述堆上回收機包括連續的輸送結構，所述連續的輸送結構圍繞吊杆旋轉，所述吊杆能夠在升高定向和降低定向之間樞轉，所述堆上回收機沿著所述回收建築物的長度能夠移動。
18.根據權利要求1所述的方法，其中，來自熔爐的廢氣和廢氣流包括飛灰，其中所述飛灰包括鉀、磷和碳，並且其中飛灰被收集並且作為肥料銷售。
19.根據權利要求18所述的方法，其中，所述飛灰在被銷售之前被製成小球。
20.根據權利要求1所述的方法，其中，使用打包機將所述地面上的玉米殘留物打包，所述打包機具有包括多個尖頭的旋轉拾取機構，並且其中所述打包機包括氣助系統，所述氣助系統使用空氣流將所述地面上的玉米殘留物提升到尖頭的旋轉路徑中。
21.根據權利要求2所述的方法，其中，在所述熔爐中燃燒所述磨碎的玉米殘留物和來自種子公司的廢棄的種子的混合物。
22.根據權利要求21所述的方法，其中，所述廢棄的種子選自玉米種子和黃豆種子所組成的組。
23.根據權利要求21所述的方法，其中，所述廢棄的種子包括經過化學處理的種子。
24.一種用於收割玉米秸杆和用於燃燒玉米秸杆以產生熱量來生成蒸汽的方法，所述方法包括: 將玉米秸杆粉碎成在5-12英寸範圍內的平均長度並且將粉碎的玉米秸杆鋪條，所述玉米稻杆具有10-15%範圍內的含水量； 將鋪條的玉米秸杆打包成大包，所述大包具有每立方英尺至少13磅的密度； 將大包傳送到處理站，大包在所述處理站處被磨碎以產生磨碎的玉米秸杆，所述磨碎的玉米秸杆的平均碎片長度小於3英寸，長度小於.25英寸的磨碎的玉米秸杆的重量佔不多於25% ； 在熔爐中燃燒所述磨碎的玉米秸杆以產生熱量；以及 使用來自所述熔爐的熱量在鍋爐中生成蒸汽。
25.根據權利要求24所述的方法，其中，所述磨碎的玉米秸杆是在熔爐的正常操作過程中在所述熔爐內燃燒的主要燃料。
26.根據權利要求24所述的方法，其中，在所述熔爐中燃燒所述磨碎的的玉米秸杆和來自種子公司的廢棄的種子的混合物。
27.根據權利要求26所述的方法，其中，所述廢棄的種子選自玉米種子和黃豆種子組成的組。
28.根據權利要求26所述的方法，其中，所述廢棄的種子包括經過化學處理的種子。
29.根據權利要求24所述的方法，其中，所述磨碎的玉米秸杆是在熔爐的正常操作過程中在所述熔爐內燃燒的唯一燃料。
30.根據權利要求24所述的方法，其中，來自所述鍋爐的蒸汽驅動向發電機提供動力的蒸汽渦輪。
31.根據權利要求24所述的方法，其中，所述鍋爐每小時生成190000磅至220000磅的蒸汽。
32.根據權利要求31所述的方法，其中，所述鍋爐在過加熱器出口提供900psig的蒸汽壓力並且在所述過加熱器出口提供900華氏度的溫度。
33.根據權利要求32所述的方法，其中，在熔爐出口處的廢氣溫度在熔爐的正常操作過程中處於1400至1800華氏度的範圍內。
34.根據權利要求24所述的方法，其中，在熔爐出口處的廢氣溫度在熔爐的正常操作過程中處於1400至1800華氏度的範圍內。
35.根據權利要求24所述的方法，其中，在熔爐出口處的廢氣溫度在熔爐的正常操作過程中處於1400至1800華氏度的範圍內，並且其中所述鍋爐在過加熱器出口處提供800-1000psig範圍內的蒸汽壓力並且在所述過加熱器出口處提供800-1000華氏度的範圍內的溫度。
36.根據權利要求24所述的方法，其中，廢氣從所述熔爐輸出，並且其中從所述熔爐輸出的部分廢氣被再循環到所述熔爐內。
37.根據權利要求24所述的方法，其中，操作所述熔爐使得在熔爐的出口處的廢氣的目標溫度小於或等於1700華氏度。
38.一種用於燃燒玉米秸杆以產生熱量來生成蒸汽的方法，所述方法包括: 在熔爐中燃燒玉米秸杆以產生熱量； 使用來自所述熔爐中燃燒產生的熱量來在鍋爐中生成蒸汽； 操作所述熔爐使得熔爐具有1400華氏度到1800華氏度範圍內的出口廢氣溫度； 操作所述熔爐和所述鍋爐使得所述鍋爐在過加熱器出口處提供800-1000psig範圍內的蒸汽壓力；以及 操作所述熔爐和所述鍋爐使得所述鍋爐在所述過加熱器出口處提供800-1000華氏度範圍內的蒸汽溫度。
39.根據權利要求38所述的方法，其中，所述玉米秸杆是在熔爐的正常操作過程中在所述熔爐內燃燒的主要燃料。
40.根據權利要求38所述的方法，其中，所述玉米秸杆是在熔爐的正常操作過程中在所述熔爐內燃燒的唯一燃料。
41.根據權利要求38所述的方法，其中，來自所述鍋爐的蒸汽驅動向發電機提供動力的蒸汽渦輪。
42.根據權利要求38所述的方法，其中，所述鍋爐每小時生成190000磅至220000磅的蒸汽。
43.根據權利要求38所述的方法，其中，在所述熔爐中燃燒的玉米秸杆是具有平均長度小於3英寸的玉米秸杆碎片的混合物，長度小於.25英寸的玉米秸杆碎片佔不超過25%。
44.根據權利要求38所述的方法，其中，廢氣從所述熔爐輸出，並且其中從所述熔爐輸出的部分廢氣被再循環回到所述熔爐內。
45.根據權利要求38所述的方法，其中，在熔爐內燃燒的玉米秸杆是具有包括至少75%重量的長度小於3英寸和不多於25%重量的長度小於.25英寸的組成的玉米秸杆碎片的混合物。
46.根據權利要求38所述的方法，其中，在所述熔爐內燃燒玉米秸杆和來自種子公司的廢棄的種子的混合 物，其中所述混合物具有包括至少75%重量的長度小於3英寸和不多於25%重量的長度小於.25英寸的組成。
全文摘要
公開了用於管理過量的地面上的玉米殘留物的系統和方法。公開了用於燃燒玉米殘留物以產生熱量來生成蒸汽的熱的系統和方法。此外還公開了用於在燃燒玉米殘餘物之前收割和預處理玉米殘留物的方法和系統。
文檔編號F22B33/18GK103228991SQ201080070143
公開日2013年7月31日 申請日期2010年11月15日 優先權日2010年11月15日
發明者特魯曼·K·霍姆, 菲利普·E·託爾夫森, 威廉·F·菲雷爾 申請人:生物量製品有限責任公司