生物質能是一種年產量相對穩定的可再生能源。全世界總能耗約14%來自生物質能,在發展中國家它占總能耗的35%,我國農村所占比例更大,約為71%。我國又是一個農業大國,農村人口約占80%,可見,生物質能高品位的開發對我國具有十分重要的意義。
我國每年產出的農作物秸稈有5. 85億t,稻殼0.5億t,林業加工剩餘物2400萬m3,這些生物質目前除一小部分作燃料、飼料、肥料和工業原料外,大部分沒有得到合理有效的利用。隨著農村經濟的發展和農民生活水平的不斷提高,農村對煤、油、diandenggaopinweinengyuandexuqiuliangxianzhuzengjia,zhejiushidenongcunshengwuzhinengxiangduididaliangguosheng。yixiediquchuxianlejieganhuangshaoxianxiang,bujinzaochengziyuandeyanzhonglangfei,pohuainongyeshengtaihuanjing,erqiehaiyanzhongwurandaqi。
為解決生物質能合理利用問題,歐美工業化國家如丹麥、瑞典、荷蘭、美mei國guo等deng還hai有you印yin度du等deng國guo都dou在zai生sheng物wu質zhi成cheng型xing方fang麵mian做zuo了le大da量liang的de研yan究jiu,北bei歐ou一yi些xie國guo家jia已yi把ba秸jie稈gan成cheng型xing塊kuai作zuo為wei取qu暖nuan的de主zhu要yao能neng源yuan。最zui近jin幾ji年nian,我wo國guo也ye引yin進jin了le螺luo旋xuan擠ji壓ya式shi生sheng物wu質zhi成cheng型xing機ji,但dan在zai推tui廣guang過guo程cheng中zhong遇yu到dao了le兩liang個ge突tu出chu問wen題ti:一是螺旋杆端部在高溫、幹摩擦下嚴重磨損,平均壽命為60~80h;二是單位產品能耗過高,有的高達125kWh/t。為此作者對國內外各類生物質成型機性能與結構進行了對比分析,於1 994~1998年間研製成功PB係列往複活塞式生物質成型機,其中HPB -I型是以液壓作為驅動動力,采用雙出杆油缸往複活塞雙向擠壓式秸稈成型機。
1 係統組成與原理
1.1 係統組成
成型係統的組成與控製如圖1所示。

1.2成型原理

該係統是在不加任何粘結劑的條件下對生物質進行熱壓成型的。成型主要是由於生物質中木質素的存在。木材中木質素的含量為27% 32%(絕幹原料),禾草類植物木質素含量為14% 25%。由X射線衍射知道,木質素屬非晶體,沒有熔點,但有軟化點,經試驗當溫度在70-100 ℃時其粘合力開始增加,溫度在200-300℃時可以熔融。熱壓成型的合適溫度為140-200℃,gaichengxingjishicaiyongyeyaqudongwangfuhuosaishuangxiangjiyachengxingjigou,zaigaiwenduxia,tongguoshuangchuganyougangliangduandechongganjiyachengxingtaotongzhongdeshengwuzhi,zaiwailizuoyongxia,shengwuzhikelikaishizhongxinpailieweizhiguanxi,bingfashengjixiebianxinghesuxingliubian。zaichuizhiyuzuidayinglifangxiangshang,lizizhuyaoyixianghuniehedexingshijiehe,erzaichuizhiyuzuixiaoyinglifangxiangshang,lizizhuyaoyixianghukaojinjiehedexingshijiehe3I。suiwailidezengda,shengwuzhitijidafudujianshao,rongjimiduxianzhuzengda,shengwuzhineibujiaohewaibujiaohua,bingjuyouyidingdexingzhuangheqiangdu。zaichonggandetuijizuoyongxia,shengwuzhichengweibangzhuangcongliangduanchengxingtaotongzhongjiaotijichu,chengweijidingxingzhuang,jiantu2。
2 試驗結果及分析
2.1 試驗結果
試驗的生物質原料為粉碎後的作物秸稈及鋸末,經自然幹燥後含水率為12% 14%,原料粒度為210mm,在HPB-I型生物質成型機上進行成型試驗,成型溫度為160 ℃,試驗結果列於表1。

由圖3可以看出,活塞與物料之間沒有相對運動,這就克服了螺旋推進式的主要弊端。同時本設計在成型筒內c/eduananzhuanglekefangbianchaizhuangdenaimozhutietao,bianyuzaijianxizengdashigenghuan,zhutietaojiagonggongyijiandan,chengbendi,yonghuzijijiukeyigenghuan。lingwaihuosaichongganwangfudeyundongsudujiaoman,kebaozhengchongganzaichonggantaozhongyundongbuhuichanshengtaidadefuya,chongganyutaotongjianjihumeiyoushengwuzhiweilijinru,congerbimianlemosun。jingchengxingshiyanceshi,taotongzhongcle段為易磨損部位,其更換周期可達200h以上,比螺旋式至少延長3倍。
3)可解決農村大量秸稈荒燒問題,為秸杆高品位能利用提供一條有效途徑
該機是以解決農村現代化用能問題為目標而設計的,試驗原料主要以秸杆為主。根據我國農村發展的趨勢,到2015年,農村人口可達11億,按當時能源利用水平計算,至少需要12億t標準煤的高品位能。從我國實際出發,可作為農村支柱能源的主要是生物質,對每年可再生近8億t的生物質進行高品位利用是解決農村現代化用能的可靠途徑。因此,該機在農村具有十分廣闊的市場,其產品主要用於村鎮集中供暖、熱水鍋爐、小型發電機及企業窯爐等,以生物質能取代煤。燃燒試驗表明,其汙染大大低於煤,燃燒時基本上無灰塵,C02零排放,且升溫速度高子煤11%,可從根本上解決農村秸稈荒燒問題。
3、經濟性能分析
該機經濟性能采用動態評價方法,分別選用淨現值(NPV)、動態投資回收期(T)、益本比(B/C)及內部收益率(FIRR)進行評價,結果列於表2。

從表2可見:鋸末和秸稈成型棒在售價120~140元/t的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),其(qi)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)可(ke)行(xing),鋸(ju)末(mo)的(de)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)比(bi)秸(jie)稈(gan)類(lei)要(yao)好(hao),主(zhu)要(yao)是(shi)生(sheng)物(wu)質(zhi)成(cheng)型(xing)時(shi)要(yao)求(qiu)有(you)一(yi)定(ding)的(de)粒(li)度(du)。鋸(ju)末(mo)屬(shu)林(lin)業(ye)加(jia)工(gong)副(fu)產(chan)品(pin),成(cheng)型(xing)時(shi)不(bu)需(xu)再(zai)粉(fen)碎(sui),同(tong)等(deng)條(tiao)件(jian)下(xia)其(qi)經(jing)濟(ji)性(xing)能(neng)指(zhi)標(biao)均(jun)比(bi)秸(jie)稈(gan)好(hao)。秸(jie)稈(gan)成(cheng)型(xing)前(qian)需(xu)要(yao)粉(fen)碎(sui),增(zeng)加(jia)了(le)成(cheng)本(ben)。若(ruo)能(neng)使(shi)秸(jie)稈(gan)原(yuan)料(liao)的(de)成(cheng)本(ben)降(jiang)低(di),或(huo)不(bu)計(ji)原(yuan)料(liao)費(fei),使(shi)成(cheng)型(xing)棒(bang)的(de)售(shou)價(jia)接(jie)近(jin)目(mu)前(qian)散(san)煤(mei)價(jia)格(ge)(165175元/t),秸稈成型的經濟效益可顯著提高,投資回收期可大大縮短。因此秸稈成型在常規能源相對缺乏、生物質原料充足、經濟條件相對較好的農村進行推廣,具有顯著的經濟效益和廣闊的推廣前景。
4、結論
液壓驅動往複活塞套筒雙向擠壓成型機構能投比低,效率高,工作平穩,設計合理,結構新穎;可ke有you效xiao降jiang低di單dan位wei產chan品pin能neng耗hao,延yan長chang易yi損sun件jian的de使shi用yong壽shou命ming。它ta為wei開kai發fa和he利li用yong以yi秸jie稈gan為wei主zhu的de生sheng物wu質zhi能neng提ti供gong了le有you效xiao途tu徑jing,減jian輕qing直zhi接jie燃ran燒shao作zuo物wu秸jie稈gan造zao成cheng的de環huan境jing汙wu染ran,具ju有you顯xian著zhu的de經jing濟ji效xiao益yi和he環huan保bao效xiao益yi。
三門峽富通新能源銷售顆粒機、秸稈顆粒機、秸稈壓塊機等生物質燃料飼料成型機械設備。



