中國是一個人口大國,人均耕地不到0.1 hm2,年產各類秸稈50億余t，去掉農村直接作為燃料使用、飼料使用及秸稈還田使用30億t，那么還將剩余20億t秸稈作為廢棄物被浪費掉。近幾年，國家大力推動秸稈綜合利用工作，持續鼓勵秸稈成型
顆粒燃料的轉化，2010年秸稈固化成型發展勢頭迅猛，但由于是新興產業，在我國起步較晚，目前轉化為秸稈壓塊燃料的使用量總體不足200萬t，所以說發展生物質燃料產業是一個長遠趨勢。
1、生物質固化成型燃料的特點
生物質固化成型燃料?簡稱?生物質顆粒燃料，俗稱?秸稈煤，是指在不需任何添加劑和粘合劑的情況下，利用新技術及專用設備將各種農作物秸稈、木屑、鋸末、花生殼、玉米芯、稻殼、麥糠、樹枝葉、甘草、菌菇棒、可回收垃圾等壓縮碳化成型密度為0.7 kg/dm3以上的清潔燃料，不僅儲存、運輸、使用方便，而且清潔環保，燃燒效率高，既可作為農村居民的炊事和取暖燃料，也可作為城市分散供熱的燃料，富通新能源生產銷售的
秸稈顆粒機、
木屑顆粒機專業壓制生物質成型燃料。
其特點是
?1)可再生性。生物質屬可再生資源,生物質能由于通過植物的光合作用可以再生,與風能、太陽能等同屬可再生能源,資源豐富,可保證能源的永續利用。
?2)低污染性。生物質的硫含量、氮含量低，燃燒過程中生成的SOx、NOx較少，初步計算，為煤炭排放量的1/20。生物質作為燃料時，排放的二氧化碳相當于其在生長時吸收的二氧化碳的量，因而對大氣的二氧化碳凈排放量按照國際慣例為零排放，可有效地減輕溫室效應。
?3)廣泛分布性。生物質燃料的原料隨處可見，缺乏煤炭的地域，可充分利用生物質能。
?4) 生物質燃料總量十分豐富。生物質能是世界第四大能源,僅次于煤炭、石油和天然氣。
2、生物質固化成型燃料的生產方式和基本性能
目前主要是通過生物質成型設備把含水率10%，30%的秸稈等，通過揉絲、粉碎等方式進行前期處理后再壓制成型，代替燃煤作為燃料使用。不同的秸稈成型最佳點不同，即成型濕度點不同，一般含水率為18%，22%，鋸末、麥草、蘆葦、麥殼、稻殼是較難成型的生物質。鋸末是因為不同種鋸沫的混雜?其木質素在木材切割過程中析出?導致含量下降造成的?因此壓制時基準含水率僅在13%?16%?很難掌握?壓制成型后密度均在0.9 kg/dm3以上?麥草等因為蠟質層封閉木質素的析出?硅含量高?導致難以壓制?一般采用回性脫蠟法可解決。目前個別采用生石灰、粘合劑等化學物質增加粘合成形效果的做法?已經失去綠色清潔能源的意義。
?1)秸稈燃料成型后的主要技術參數。密度0.70?1.40 kg/dm3?灰分1%?20%?水分≤15%。熱值14 226?18 828kJ?kg?秸稈成型燃料塊的熱值因秸稈的種類差異而不同。以玉米秸稈為例?熱值約為標準煤的0.7?0.8倍?即1.25 t的玉米秸稈成型燃料塊相當于1 t煤的熱值?玉米秸稈成型燃料塊在配套的下燃式生物質燃燒爐中燃燒?其燃燒效率是燃煤鍋爐的1.3?1.5倍?因此1 t玉米秸稈成型燃料塊的熱量利用率與1 t煤的熱量利用率相當。
?2)秸稈壓塊燃燒后的廢氣排放。CO零排放?NO214 mg/m3?微量??SO246 mg/m3?遠低于國家標準?可忽略不計?煙塵低于127 mg/m3?遠低于國家標準。
?3)燃煤鍋爐可以直接使用生物質成型燃料。生物質燃料燃燒排放物完全符合環保標準?是國家相關部門認可的現代化清潔能源?通過使用不同形式的鍋爐試驗表明?現有的燃煤鍋爐完全適應生物質燃料。
?4)生物質燃料燃燒后的灰分處理。生物質燃料燃盡率可達96%?剩余4%的灰分可以回收做鉀肥?實現了“秸稈?燃料?肥料”的有效循環。
?5)生物質燃料的特點。生物質成型燃料揮發份高?易析出?碳活性好?易燃?灰分少?點火快?更加節約燃料?降低使用成本。
3、生物質秸稈固化成型設備的開發研究和技術對比
生物質燃料固化成型技術是生物質成型燃料產業化的核心。生物質成型技術是指在一定溫度與壓力作用下?將分散的、形狀各異的生物質原料壓制成密度較大的、具有各種規格的成型燃料的高新技術。該技術在我國起步較晚?使用的原料主要以農作物秸稈為主。生物質固化成型設備的開發利用主要是為了滿足生物質固化成型加工生產的需要?其技術的研究核心是秸稈的適應性和生產的可靠性?其技術及發展進程決定著生物質固化成型行業的穩定發展及健康發展?必須盡快跨入世界先進行列?被人們所認識?被社會所接受。
3.1 生物質固化成型設備
按照生產方式分為顆粒壓制成型設備和塊狀壓制成型設備?兩者對比見表 1。目前塊狀壓制成型設備逐漸被用戶認識和接受?更適合生物質固化成型燃料生產的需要
3.2 我國行業推廣和市場應用的成型設備
從機械性能和構造原理上劃分主要包括螺旋擠壓式成型顆粒機、機械活塞沖壓式成型顆粒機、環模輥壓式和液壓活塞沖壓式成型顆粒機四種?外觀上又區分為平模機、環模立式、環模臥式環模平放生物質成型設備等。
螺旋擠壓成型機、機械活塞成型機與液壓活塞成型機總體看起步較早?漸近成熟?但生產效率低?能耗較高?其實際生產率在100~300 kg/h?主要工作部件壽命低?難以適應工業化生產?平模機、環模機起步較晚?發展較快?占據了行業市場較高份額?主要工作部件壽命長?符合工業化發展趨勢?從技術指標來看?平模機、環模輥壓式成型機生產率高?生產成本低?有一定技術含量?配有熱處理工藝?成形效果好?適合規模化工廠生產?已被生產企業廣泛使用。現將平模和環模兩種形式做一比較?
?1)在使用方式上?環模機主機轉速一般為125?190 hn/min?喂入量大?工作效率穩定?產量高?耗電少?生產密度具有可調性?而平模機由于其轉速低于環模機等原因?一般為120 hn/min左右?其產量小于環模機?由于其壓輪與模具間配合間隙為穩定安裝?壓制密度大?不能調整?一定條件下滿足不了多方面需要。平模機雖具有結構優勢?但產能較低?若需要產能在600 kg/h以上的設備?使用環模機乃是最佳選擇。
?2)在機械結構上?環模機壓輪與模具一般不直接接觸?減少了硬性摩擦?因此生物質固化成型設備的主要易損件相對使用壽命較長?而平模機結構簡單?制造技術低?易生產?但壓輪與模具多硬性接觸?損耗大。
?3)在工作形式上?平模機物料自身重量垂直進入壓制室?環模機物料采用機械強迫進料?高速旋轉離心分布進入離心制粒室。因此環模立式相對增加了機械動力損耗?加大了機械使用動力?但目前環模臥式基本解決了這項技術難題。
3.3 環模臥式的特點
?1)結構簡單?便于維修調整?調整用時是同類機型的1/5。
?2)能耗低。在相同條件下?同密度、水分、生產率?比同類機型耗能低30%。
?3)適應面寬。該設備可以適應多種類固體有機物使其致密壓縮成型?特別是水分的要求?比同類機型高5%。
4)成型密度大?生產率高?已進入產業化批量生產。其他類別產品同級技術尚屬樣品試制階段。
?5)與其他類型固化成型機比?該設備具有生產成本低、生產效率高、對作業環境的適應性強等明顯優勢。
綜合比較,環模臥式是目前較為理想的選擇性設備。
4、目前生物質成型設備市場現狀
?1)設備機組可靠性能較差。目前?成型設備的可靠性是成型燃料產業化的主要制約因素?包括主要工作部件的工作壽命短?設備系統配合協調能力差?運行不穩定等。比如?技術比較成熟的螺桿擠壓式成型機?其螺桿磨損壽命不足100 h。盡管國內不少廠家及科研單位對此進行了研究?一定程度上提高了成型部件的耐磨性?有的部件壽命已達到500 h?但其成本較高?生產工藝復雜。即使從國外進口的此類成型機組?也存在同樣的問題。總之?目前國內生物質成型機普遍生產能力偏低?單位能耗過大?成型設備的工作可靠性差?仍需要大量的科技投入?以進行技術創新與技術改進。自20世紀80年代以來?我國的生物質成型技術開發與研究已經取得了較大的發展?全國研究生產成型設備的企業或科研單位已有數十家。中國生物質成型燃料產業化雛形正在形成?但是?要使之走向成熟?真正實現產業化?還需要克服一些制約因素?解決一些技術障礙。
?2)成型設備適應范圍小?規范標準不統一。國內外相關研究機構眾多?但是并沒有形成統一的理論體系和標準體系。現有成型機械?系統?千差萬別?適用范圍受到局限。比如?不同成型機械對原料的粒度和含水率要求各不相同。成型技術的研究與應用受當地資源的影響?也受技術本身的局限?不易形成統一的設計標準與規范?因此現有成型設備往往很難適用于形態多樣的原料。
?3)設備連續運行能力低。由于原料的供應受季節、成本、運輸半徑等影響,難以滿足連續生產的需求?設備只好間歇工作?一年中有多半時間處于閑置狀態?導致資源浪費?設備自然損耗嚴重?增加了設備回收年限。若要滿足設備連續生產?一要擴大運輸半徑?二要加大儲備倉庫?這兩種方法都會導致投資增加。最好的方法是設備具有廣泛的適應性?對原料“不挑剔”?這樣才可以最大限度地減少額外的投資。另外?由于關鍵技術與關鍵材料不過關?使得設備運行不穩定?故障率較高?維修頻繁?影響連續生產。
5、建議
目前生物質燃料加工市場混亂?成型燃料加工企業選擇生物質固化成型設備?應注意以下幾點?
?1)選擇正規生產廠家。
?2)成型密度達到0.7以上?成形效果達到85%以上方能適應各項需要。
?3)能耗低?生產效率高?能夠保持連續作業?壓制成型過程中不能添加任何添加劑?包括白石灰等。
?4)堵機現象每百小時不超2%?平均生產能力與主機動力比高于20。
?5)生產條件要求簡單?易學習?易操作。
只有滿足了以上條件才有利于企業的發展和生產的需要。
富通新能源不但銷售
木屑顆粒機、
秸稈顆粒機，而且還大量銷售木屑顆粒機壓制的楊木木屑顆粒燃料。
