秸稈是農作物的重要副產品,是最為豐富的農業廢棄生物質資源,根據農業部2010年發布的《全國農作物秸稈資源調查與評價報告》顯示:我國農作物秸稈可收集資源量為6. 87億t,其中,作為飼料利用2.11億t,占30.69%;作為燃料利用(含秸稈新型能源化利用)1.29億t,占18.72%;作為肥料利用1.02億t,占14. 78%;作為食用菌基料1500萬t,占2.14%;作為造紙等工業原料1600萬t,占2.37%。此外,還有31%的秸稈未得到任何利用,如果能夠充分加工利用,可直接或間接大幅增加農民收入。
秸稈主要包括玉米秸稈、小麥秸稈、棉(mian)花(hua)秸(jie)稈(gan)等(deng)。除(chu)部(bu)分(fen)有(you)效(xiao)利(li)用(yong)以(yi)外(wai),其(qi)餘(yu)秸(jie)稈(gan)仍(reng)被(bei)丟(diu)棄(qi)於(yu)田(tian)間(jian)或(huo)者(zhe)焚(fen)燒(shao),不(bu)僅(jin)造(zao)成(cheng)了(le)資(zi)源(yuan)浪(lang)費(fei),而(er)且(qie)帶(dai)來(lai)了(le)嚴(yan)重(zhong)的(de)環(huan)境(jing)汙(wu)染(ran)問(wen)題(ti)。通(tong)過(guo)秸(jie)稈(gan)固(gu)化(hua)燃(ran)料(liao)技(ji)術(shu),對(dui)農(nong)作(zuo)物(wu)秸(jie)稈(gan)及(ji)食(shi)用(yong)菌(jun)廢(fei)棄(qi)菌(jun)棒(bang)進(jin)行(xing)固(gu)化(hua)處(chu)理(li),可(ke)提(ti)高(gao)秸(jie)稈(gan)利(li)用(yong)率(lv),實(shi)現(xian)資(zi)源(yuan)的(de)循(xun)環(huan)利(li)用(yong)。秸(jie)稈(gan)固(gu)化(hua)燃(ran)料(liao)機(ji)械(xie)化(hua)技(ji)術(shu)是(shi)根(gen)據(ju)農(nong)作(zuo)物(wu)秸(jie)稈(gan)的(de)結(jie)構(gou)特(te)性(xing),將(jiang)粉(fen)碎(sui)的(de)農(nong)作(zuo)物(wu)秸(jie)稈(gan)與(yu)其(qi)他(ta)輔(fu)料(liao)按(an)照(zhao)一(yi)定(ding)的(de)比(bi)例(li)混(hun)合(he),應(ying)用(yong)壓(ya)縮(suo)成(cheng)型(xing)原(yuan)理(li),壓(ya)縮(suo)成(cheng)體(ti)積(ji)小(xiao)、密度大、熱值高的燃料。經檢測,固化後的秸稈燃料的熱值要比直接燃燒秸稈高20%,而且生產成本比燃煤低,因此秸稈顆粒燃料規模化生產後可作為煤炭、石油等常規能源的替代品用於鍋爐、農村炊事和冬季取暖。
1)秸稈顆粒燃料的主要技術參數
密度:小麥、玉米、棉稈、廢棄菌棒壓製成型的燃料密度為1.24~1.32g/cm3,其中棉稈和菌棒的密度較高,均達到1.3g/cm3以上,木質素越高的秸稈壓製成型後密度越高。
熱值:小麥、玉米、棉稈和廢棄菌棒未加入煤化劑進行試驗,熱值為16.12-18.76MJ/kg,加入煤化劑後熱值為18.27-21.15MJ/kg。使用煤化技術後,壓製的燃料熱值提高12%以上。
2)秸稈固化燃料特點
(1)原料來源廣,附加值高。以秸稈、廢棄食用菌菌棒為原料,成本低廉;固化後的秸稈塊的價格比普通燃煤的價格低,具有價格優勢,有利於在農村、工廠鍋爐等進行推廣應用。
(2)燃燒效果好,清潔環保。應用秸稈、廢棄食用菌菌棒壓製成的燃料塊,熱值高、燃燒效果好(有關生物質燃料的工業分析成分、元素組成和低位熱值可參見文獻;而且比燃煤的含硫量低,煙塵少,大量替代燃煤可減少環境汙染,改變農村因大量堆放秸稈、廢棄菌棒而形成的髒、亂、差局麵,並減少農村火災隱患。
(3)儲運方便。秸稈密度低、體積大,存儲占用場地大,而壓製後的秸稈塊密
度在1.2t/m3以上,占地少,方便運輸和儲存。
3)生產方法、工藝流程和主要設備選擇
秸稈經切碎加工後烘幹,再經旋風分離器分離掉塵土後粉碎並與配料混合,然後經製粒、冷卻、分級、稱重後打包入庫。
(1)原料烘幹。通過烘幹設備減少秸稈粉料中的水分,含水率在15%~20%的粉料壓縮成型效果最好。
(2)秸稈粉碎。根據秸稈固化設備的加工要求,將各種秸稈粉碎成適合的長度。秸稈粉碎的大小和粉碎質量直接影響壓縮成型效果、生產效率和動力消耗。根據成型設備模孔的大小,壓塊成型的物料粉碎長度一般要求為4~6mm,顆粒成型的物料粉碎長度以1~1. 5mm為宜。
(3)環模製粒。物料通過輸送機送到鬥式提升機,經提升機送至製粒機上部的上料機,上料機將物料均勻送到秸稈顆粒機內。製粒室內,通過顆粒機環模、壓輥將秸稈粉料擠壓成型,形成熱值高、密度小的塊狀或顆粒燃料。
(4)冷卻。經過皮帶輸送機將成型燃料送至冷卻幹燥機進行冷卻、幹燥。移3鏈板帶動顆粒移動,下部有進風口,上部設有風機,向外抽出濕空氣,經過2~3min,幹燥、冷卻完成。
(5)分級、稱重、裝袋、入庫。通過振動分級篩將顆粒燃料按不同質量進行分級,此後進行包裝入庫保存。
4)建廠成本與效益估算
建設一個年產2000t的秸稈顆粒燃料廠,可滿足1000戶農民一年的炊事、取暖之用,隻需投資25萬元其中2台設備投入16萬元,流動資金9萬元,不足一年即可收回投資,見下表;
| 年產2000t秸稈顆粒燃料廠成本與效益 | ||
| 明細 | 金額 | 內容 |
| 投資總額 | 25萬元 | 設備投資16萬元,流動資金9萬元 |
| 日產量 | 6t | 2台機組,生產率300kg/h,日工作10h |
| 原材料(秸稈) | 70元/t | 每噸60元,另加10%水分損耗 |
| 電費 | 120元/t | 82kw,0.65/(kwh),農用店家,10h計算 |
| 人員工資 | 60元/t | 8人組合 |
| 運費 | 60元/t | 空車配貨 |
| 包裝費 | 16元/t | 每噸20袋,每袋50kg,每袋0.8元 |
| 設備磨損費 | 16元/d | 按每天16元計算 |
| 其他雜費 | 20元/d | 綜合費用 |
| 綜合成本 | 332元/t | - |
| 銷售單價 | 480元/t | - |
| 利潤 | 148元/t | - |
| 年利潤 | 29.3萬元 | - |
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