中國作為一個迅速崛起的發展中農業大國，在保護環境的前提下，要實現國民經濟的持續增長，必須改變傳統的能源利用和能源生產方式，開發利用生物質資源，生產清潔能源是一項必然的選擇。作為人類傳統燃料的農作物秸稈，是來源于太陽能的一種可再生能源，具有資源豐富含碳量低的特點，加之在其生長過程中吸收大氣中的CO2而成為碳元素的匯( Sink)而被稱為清潔能源。近年來隨著農業生產經濟水平的不斷提高，農村生活用能中高品位的商品能源的比例增加，秸稈所占的比重正逐步下降。燃燒秸稈成為被替代的對象，田間地頭或田間焚燒的秸稈量逐年增加，這種污染在收獲季節集中排放，使得短時間內大氣質量嚴重惡化，成為一個嚴重的社會問題圈。
1、主要技術分析
    1.1技術路線
    秸稈生物質收集后先由太陽能預烘干系統進行脫水，通過輸送帶進入秸稈粉碎機，粉碎后的秸稈由氣力輸送裝置送入原料倉，再由輸送帶送入液壓式秸稈生物質致密燃料成型機，成型后的秸稈棒塊即為燃料產品。
    1.2主要技術內容
    1.2.1核心技術
    研究課題的核心技術是秸稈生物質致密成型技術。在克服螺旋式生物質顆粒機存在的耗能高、主要易損件使用壽命低的問題的基礎上，經過反復研究、試驗和改進，生產出了HPB-III型液壓驅動式秸稈成型機。
1.2.2液壓成型機的工作原理
    該機的突出特點是增加了2級預壓喂入機構，液壓泵站輸出液力，通過電液閥控制，使雙出桿油缸帶動左右沖桿作往復運動。喂料斗中的生物質原料首先經過垂直攪龍和水平液壓油缸兩次預壓后，由雙出桿油缸上的沖桿推進成型套筒內，在合適的成型溫度下，套筒中的秸稈生物質在外力的作用下使生物質顆粒重新排列位置關系，并發生機械變形和塑性變形。在垂直于最大應力的方向上，粒子主要以相互靠近結合的形式結合。隨外力的增大，生物質體積大幅度減小，容積密度顯著增大，生物質內部膠合外部焦化，并具有一定的形狀和強度。沖桿不斷推擠，秸稈生物質從兩端成型套筒中交替擠出，成為棒狀產品。
    1.2.3主要技術創新點
    (1)多學科多項技術集成創新
    a發現了不同種類秸稈中木質素的軟化點(110℃)、熔融溫度點（160℃左右）以及原料表面碳化結殼溫度點(220℃)，并探索出了加熱溫度與成型壓力、成型效果的關系，發表20余篇研究論文；
    h“機一液一電”一體化技術的應用，使密度為0. 1--0. 15千克／立方米的秸稈變成了密度為1.0～1.3千克／立方米的可替代煤的成型燃料；
    c利用循環經濟和技術經濟的原理，探索出了該項技術在農村推廣使用的兩項管理機制，一是燃料使用者和生產者之間在原料和成型燃料的交換機制，二是政府對該技術的補貼機制，為該項技術在農村的規模化利用奠定了基礎。
(2)秸稈成型燃料加工和利用設備方面的創新
秸稈成型機由秸稈顆粒機、秸稈壓塊機壓制生產而成。
    a采用“三段”成型設計，即將成型部件設計成“加熱排濕段、壓縮成型段和降溫保型段”，解決了國內外兩段式（壓縮成型和降溫保型）設計對原料含水率要求限制在16%以下的問題，破解了自然含水率狀態下秸稈壓縮成型的世界性難題：
    b采用“三雙”設計，（即“雙液壓缸，雙活塞，雙頭”成型），實現了設備“低壓平穩運行、低能耗、高產率”這一國內外長期沒有達到的目標：
    c采用雙層爐排結構設計，解決了成型燃料在鍋爐上使用時存在的結渣問題；
    d研究了大塊成型燃料燃燒特性，創造性地提出了“封火不加料”的操作工藝，解決了成型塊作為戶用燃料時產生的焦油問題。
    (3)在國內外首次將秸稈成型燃料用于農村
    本項目研究的農村秸稈成型燃料生產和管理體制及兩項運行機制對如何解決秸稈成型燃料規�；�利用的瓶頸問題有重要參考價值。
    1.3配套技術
    秸稈致密成型燃料塊燃燒技術、秸稈粉碎技術和太陽能烘干技術等。
 2、性能測試
    液壓驅動式秸稈成型燃料機與成型燃料燃燒設備性能測試見表1。
3、可行性分析
    秸稈從粉碎一成型一燃燒所需設備必須配套，才能在農村、城鎮推廣應用。
    (1)從秸稈資源產量看，廣大農村和鄉鎮的各種秸稈產量大、范圍廣。據統計1996年中國農作物秸稈的產量達57億噸，主要包括玉米、小麥、水稻、大麥和油料等作物的秸稈，其中玉米秸稈15343萬噸，麥稈10529萬噸，稻稈17891萬噸[4]。我國每年生產的農作物秸稈總量約占全世界總量的20%～30%秸稈經過熱壓成型達到一定的密度后再燃燒可提高燃燒溫度和熱利用率，減少空氣環境的污染，且燃燒速度快，節省了時間，可使秸稈成為高品位的能源產品得以利用。
    (2)符合國家的環保政策，多數地區都采取了禁燒秸稈的措施，大中城市己基本取締了2噸以下的燃煤鍋爐，改燃清潔燃料（天然氣或電），而清潔燃料的成本較高，當秸稈致密成型機的生產率達到200kg/h時，經過經濟效益計算，秸稈致密成型燃料棒（塊）的成本價在220元／噸左右；當秸稈致密成型機的生產率達到400千克／小時以上時，秸稈致密成型燃料棒（塊）的成本價降為160～180元／噸，售價在280～320元／噸，完全可以替代煤作為城鎮中2噸以下燃煤鍋爐的燃料，給秸稈利用找到了一條出路。
    (3)灰塵及其它指標的排放也比煤低，可實現CO2、S02降排，減少溫室效應，是保護生態環境的有效方法，環保效益明顯。
    (4)秸稈粉碎機、成型機的加工工藝并不復雜，成本較低，成型機易損件的使用壽命在lOOOh以上，粉碎與成型單位產品能耗可降至6 0 kWh/t，將秸稈的粉碎和成型放在農區，可以降低秸稈原料的運輸成本和成型費用，農民購置一套成型設備可在2～3年時間內收回成本，完全可以在農村中推廣應用。燃爐的應用可設在中、小城鎮或農村，這樣秸稈從粉碎、成型到燃燒即可形成產業化。
    (5)據國際可再生能源組織的預測，地下石油、天然氣及煤的貯量，按目前的利用速率只夠用60年左右，因此，秸稈生物質可再生能源熱壓成型后作燃料，使其得到高品位的利用，是未來可再生能源的一個發展方向。
4、結論
    秸稈致密成型用液壓驅動式秸稈成型機作為主機，采用活塞套筒雙向擠壓間歇成型，可有效地降低能耗、延長易損件的使用壽命；秸稈致密成型燃料生產線中的關鍵技術己得到解決，生產線設備的機械加工并不復雜，與國外同類設備相比具有價格低廉的優勢；國內的秸稈來源廣泛，作為加工和制造生產線設備的廠家能提高經濟效益和利稅，可安排農村富余勞動力上線，增加他們的經濟收入秸稈棒（塊）在生物質燃燒爐中的燃燒速度比煤快15%煙氣中的CO< C02、SO2及NOx的排放均達到國家環保標準，完全可以取代煤，從而解決秸稈荒燒問題，減少空氣污染，有顯著的生態環保效益；根據目前國際生物質能源的利用現狀及未來可再生能源的發展趨勢，秸稈從收集、脫水、粉碎、成型到燃燒在中國農村、城鎮中實行產業化有著廣闊的應用前景。
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