生物質(zhì)能是一種可再生物質(zhì)資源，隨著我國(guó)農(nóng)村生活水平的日益提高，大量的生物質(zhì)未能被有效、充分地利用。我國(guó)每年因制材、林產(chǎn)品加工而產(chǎn)生的木屑數(shù)量十分巨大，其中絕大部分被廢棄。如果將這些生物質(zhì)能資源轉(zhuǎn)化為方便、清潔的能源形式，其經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益十分明顯。生物質(zhì)能作為能源物質(zhì)+基本上是通過直接燃燒來獲取熱能的。由于生物質(zhì)的燃燒特性較差，有效利用率很低，所以轉(zhuǎn)化生物質(zhì)能的固化成型技術(shù)已引起人們的廣泛關(guān)注。
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顆粒機(jī)、
秸稈顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)、飼料顆粒機(jī)等生物質(zhì)燃料飼料固化成型機(jī)械設(shè)備。
1 、生物質(zhì)能的概念及存在形式
生物質(zhì)能是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。生物質(zhì)能是可再生能源．通常貯存在木材及森林工業(yè)廢棄物、農(nóng)業(yè)廢棄物、水生植物、油料植物、城市和工業(yè)有機(jī)廢棄物和動(dòng)物糞便中。
2、生物質(zhì)能的開發(fā)方法與產(chǎn)品形式
當(dāng)前，世界各國(guó)十分重視生物質(zhì)能，都在積極探索生物質(zhì)能的開發(fā)方法與產(chǎn)品形式，歸納起來主要有以下幾種：一是生物化學(xué)轉(zhuǎn)換法，主要指生物質(zhì)在微生物的發(fā)酵作用下，生成沼氣等能源產(chǎn)品。二是熱化學(xué)轉(zhuǎn)換法，可獲得木炭、焦油和可燃?xì)怏w等品位高的能源產(chǎn)品。該方法按其熱加工的方法不同分為高溫干餾、熱解、生物質(zhì)液化等方法。三是生物油法。利用油料植物所產(chǎn)生的生物油。四是固化成型法。把生物質(zhì)固化為成型燃料（如顆粒型經(jīng)顆粒機(jī)壓制、塊型經(jīng)秸稈壓塊機(jī)壓制、棒型等），以便集中利用和提高熱效率。
3、生物質(zhì)能固化成型的原理與工藝過程
3.1成型原理
植物細(xì)胞中除含有纖維素、半纖維索，還含有木質(zhì)素（木素）。木素是具有芳香族特性的結(jié)構(gòu)單體．為丙烷型立體結(jié)構(gòu)高分子化合物，在闊葉木、針葉木中木素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27%—32%（干基），禾草類木素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%～25%。雖然在各種植物中都含有木素，但它們的組成和結(jié)構(gòu)并不完全一樣。木素屬非晶體，沒有熔點(diǎn)但有軟化點(diǎn)，當(dāng)溫度為70~110℃時(shí)黏合力開始增加，木素在適當(dāng)溫度下(200—300℃)會(huì)軟化或液化，此時(shí)加以一定的壓力使其與纖維素緊密并與黏結(jié)相鄰顆�；ハ嗄z接，冷卻后即可固化成型。因此采用熱壓法成型秸稈（或木屑）燃料可不用任何添加劑和黏合劑，大大降低了加工成本，而且利用木素軟化、液化的特點(diǎn)，適當(dāng)提高熱壓成型時(shí)的溫度有利于減小擠壓動(dòng)力。生物質(zhì)成型燃料就是利用這一原理以生物質(zhì)固化成型機(jī)經(jīng)熱擠壓制得到的。
3.2成型的工藝過程
生物質(zhì)成型是有條件的，它對(duì)原料的種類、粒度、含水率都有一定的要求。秸稈、麥秸等需進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆鬯椋瑤缀跛械奈锪隙家M(jìn)行千燥。為進(jìn)一步提高成型燃料的使用價(jià)值，擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域，可進(jìn)行碳化，所以生物質(zhì)固化成型的工藝過程可表述為：原料→預(yù)處理→干燥→成型→碳化→木炭。
木屑、稻殼等由于粒度細(xì)小，篩除雜物即可直接使用：秸稈、麥秸需經(jīng)專用設(shè)備粉碎至粒度在10mm以下才可使用。生物質(zhì)的含水率一般在20%—40%，因此干燥是必不可少的過程。干燥方式宜采用氣流式干燥，以生物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的煙道氣為熱源，物料在干燥管內(nèi)干燥后由旋風(fēng)分離器排出。成型是生物質(zhì)固化技術(shù)的核心，成型的方式有很多種，目前使用最多的還是以螺桿為輸送和壓縮物料連續(xù)擠出，成型燃料碳化后所得木炭的質(zhì)量很好。根據(jù)物料的種類和含水率，控制適宜的成型溫度即可得到密度較大、表面光滑、無明顯裂紋、任意長(zhǎng)度的中空棒狀成型燃料。
4、開發(fā)固化生物質(zhì)能的意義與經(jīng)濟(jì)性分析
4.1 開發(fā)固化成型生物質(zhì)能的意義
生物質(zhì)能固化成型是將作物秸稈、稻殼、木屑等農(nóng)林廢棄物粉碎后，送入成型器械（顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)、飼料顆粒機(jī)）中，在外力作用下壓縮成需要的形狀，然后作燃料直接燃燒。也可進(jìn)一步加工成生物炭，其產(chǎn)品主要用于取暖爐、鍋爐發(fā)電等。在國(guó)外，如丹麥、德國(guó)、比利時(shí)、美國(guó)、日本等國(guó)家已實(shí)現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)。目前，我國(guó)研究和開發(fā)出的生物質(zhì)固化成型機(jī)也已應(yīng)用于生產(chǎn)，生產(chǎn)的致密成型燃料已應(yīng)用于取暖和小型鍋爐。經(jīng)測(cè)定，該燃料排放物的污染度低于煤，是一種高教、潔凈的可再生能源田。
1)應(yīng)用便利，易于貯運(yùn)。固化成型法與其他生產(chǎn)生物質(zhì)能的方法相比．具有生產(chǎn)設(shè)備對(duì)各種原料的適應(yīng)性強(qiáng)、固化成型的燃料便于貯運(yùn)（可長(zhǎng)時(shí)間存貯和長(zhǎng)途運(yùn)輸）和易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)及大規(guī)模使用等特點(diǎn)。另外，現(xiàn)有燃燒設(shè)備（包括鍋爐、爐灶等）經(jīng)簡(jiǎn)單改造即可使用。成型燃料使用方便+尤其在我國(guó)北方高寒地區(qū)，炕灶是冬季主要的取暖形式，成型燃料易被老百姓所接受。
2)替代煤炭，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。預(yù)計(jì)到2020年，中國(guó)的CDP達(dá)到5萬億美元，能源需求25.00—30.00億t標(biāo)煤，其中僅石油缺口達(dá)1.60~2.20億t。大量燃燒一次性能源，排放大量的S02和C02等，對(duì)環(huán)境造成污染，加劇了地球溫室效應(yīng)。目前我國(guó)農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量約為6.00億t，折合標(biāo)煤3.00億t+其中53%作為燃料使用，約折合1.59億t標(biāo)煤。如果這些原料都能固化成型，有效開發(fā)利用，替代原煤，對(duì)于有效緩解能源緊張、治理有機(jī)廢棄物污染、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展具有重要意義。
3)提高能源利用率。直接燃燒生物質(zhì)的熱效率僅為10%～30%，而生物質(zhì)制成顆粒以后經(jīng)燃燒器（包括爐、灶等）燃燒，其熱效率為87%—89%，熱效率提高57%～79%，節(jié)約了大量能源。
4.2開發(fā)固化成型生物質(zhì)能的經(jīng)濟(jì)可行性分析
1)以木屑為原料生產(chǎn)機(jī)制木炭：綜合各種碳化方式約3t燃料棒可得1t木炭，1t木屑（干）為50元，損耗,5%，則生產(chǎn)1t木炭的原料費(fèi)為165元，電費(fèi)260元，人工費(fèi)240元．其他費(fèi)用300元，共計(jì)960元。木炭售價(jià)大約1 400—1 600元，即生產(chǎn)It木炭可獲純利440—640元，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。
2)以秸稈為原料生產(chǎn)成型燃料：秸稈的價(jià)格各地不同，山東、河北等地已廢棄在田間燒掉，而有些地方的秸稈價(jià)格在50—100元/t不等。由于秸稈的成型速度稍慢，生產(chǎn)1t成型燃料電費(fèi)約100元，人工費(fèi)60元，其他費(fèi)用50元，共計(jì)210—310元。若以其代替煤顯然是不合算的，但在陶瓷生產(chǎn)、煉鋼等某些特殊的領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。
3)以廢木粉生產(chǎn)成型燃料：刨花板、人造板廠每天產(chǎn)生很多含有黏合劑的細(xì)碎木粉，用它來生產(chǎn)成型燃料后燒鍋爐，每年可節(jié)約大量的煤，且價(jià)格比煤便宜。
5、結(jié)論
生物質(zhì)能作為一種可再生能源，具有取之不盡、用之不竭的特點(diǎn)，在當(dāng)今國(guó)際能源競(jìng)爭(zhēng)日益激烈、傳統(tǒng)能源面臨枯竭的情況下，固化成型法是一種見效快、方便可行、易于被廣大用戶接受的資源，適于大力推廣。
