3.5生物質(zhì)成型燃料燃燒過程中低溫條件下焦油析出問題
生物質(zhì)成犁燃料作為農(nóng)村生活用能時，間斷燃燒是主要特點，要求燃料和爐具具有良好的封火性能，并且由于封火后爐內(nèi)溫度降低，高揮發(fā)分含量的秸稈會有人量焦油析出，在短期內(nèi)使煙囪、爐口等部位堵塞。
4、各種生物質(zhì)成型燃料設(shè)備的特點及存在的問題
生物質(zhì)燃料擠壓成型（也稱同化、致密成型）是指將各類生物質(zhì)廢棄物，如秸稈、稻殼、鋸末：木屑等，用機(jī)械加壓（加熱或不加熱）的方法，使原來松散的、沒有固定形狀的原料壓縮成具有一定形狀的、密度較人的成型燃料。生物質(zhì)成型成型燃料技術(shù)之所以得到應(yīng)用和發(fā)展，是因為秸稈生物質(zhì)存在疏松、密度小、單位體積的熱值低等缺點，作為燃料使用很不方便。這是造成人們不愿用秸稈作為燃料的主要原因之一。秸稈生物質(zhì)成型燃料技術(shù)不僅能有效地解決這一問題，而且能改變秸稈的燃燒特性。生物質(zhì)原料成型后的燃料產(chǎn)品具有一定的形狀和密度，密度可達(dá)0.8～1.3t/m3，能量密度與中質(zhì)煤相當(dāng)，燃燒特性明顯改善，火力持久、黑煙少、爐膛溫度高，且儲存、運輸、使用方便，干凈衛(wèi)生，可代替礦物能源用于工業(yè)生產(chǎn)和生活領(lǐng)域。因此，作為生物質(zhì)轉(zhuǎn)化的重要手段和方法，生物質(zhì)燃料擠壓成型技術(shù)越來越受到人們的重視。
4.1各種生物質(zhì)成型設(shè)備的性能比較
不同類型的生物質(zhì)成型設(shè)備主要技術(shù)性能見表l。螺旋擠壓式成型機(jī)是最早研制開發(fā)的生物質(zhì)熱壓成型機(jī)。這類成型機(jī)以其運行平穩(wěn)、生產(chǎn)連續(xù)、所產(chǎn)成型棒易燃，但制約螺旋式成型機(jī)產(chǎn)業(yè)化利用的主要技術(shù)問題有：一是單位產(chǎn)品能耗高，目前國內(nèi)現(xiàn)有的螺旋式成型機(jī)主要是靠螺旋桿的轉(zhuǎn)動推進(jìn)生物質(zhì)逐層成型的，螺旋軒的前段和頭部在整個推擠過程中與生物質(zhì)之間作高速相對運動，增加了單位產(chǎn)品的能耗，一般為100～125kWh/t;二是成型部件壽命短，螺旋桿的端部摩擦使溫度升高，磨損速度加快，其平均壽命僅有60～80h。另外，還存在原料含水率難以控制，設(shè)備配套性能差、管理自動化程度較低等問題，導(dǎo)致其難以形成規(guī)模效益，不能滿足產(chǎn)業(yè)化利用的需要。活塞擠壓式成型機(jī)改變了成型部件與原料的作用方式，很好地解決了上述問題。在大幅度提高成型部件使用壽命的同時，也顯著降低了單位產(chǎn)品能耗。根據(jù)驅(qū)動力米源的不同，可分為機(jī)械驅(qū)動和液樂驅(qū)動兩類。液壓活塞式秸稈成型設(shè)備，突出特點是增加了兩級進(jìn)料預(yù)壓，物料先經(jīng)垂直和水平兩次預(yù)壓，再推進(jìn)成型套筒內(nèi)擠壓成型。在180～200℃的成型溫度卜．，由雙出桿油缸兩端的沖桿擠壓成型套筒中的生物質(zhì)，隨外力的增大，生物質(zhì)體積大幅度減小，容積密度顯著增大，生物質(zhì)內(nèi)部膠化和外部焦化，并具有一定的形狀和強度。沖桿不斷連續(xù)推擠，生物質(zhì)從兩端成型套筒中交替擠出，成為棒狀。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)先后設(shè)計研制出HPB-I、HPB-II、HPB-III型液壓活塞式秸稈成型機(jī)。尤其是第三代液壓式成型機(jī)效率高，工作平穩(wěn)，設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)新穎；可有效地降低單位產(chǎn)品能耗，提高易損件的使用壽命，日前投放市場的液壓活塞式秸稈成型機(jī)運行狀況良好。與當(dāng)前國內(nèi)外同類研究、同類技術(shù)的綜合比較，具有以下特點：
①國外有比利時BMD、美國Spodance、奧地利pini&kay、日本等生產(chǎn)螺旋擠壓式成型機(jī)，但螺桿磨損修復(fù)周期僅60h左右。故國外均采用工廠化生產(chǎn)。中國曾引進(jìn)多條生產(chǎn)線，但沒有取得成功。
②國外生產(chǎn)機(jī)械沖壓式成型機(jī)的有瑞典Bogma、丹麥Dester、德國Drupp、瑞士Pawert等。這
類產(chǎn)品最人問題是一次性投入大，每臺最少需10萬歐元以上，且曲軸偏磨問題很難解決。
③國外液壓式成型機(jī)生產(chǎn)的有英國Comafer、美國FBN、荷蘭RSN等。設(shè)備生產(chǎn)率為65～100kg/h，密度為0.92—1.1g/m3，平均比功耗為83.5～128.3W/kg，比投資為89—171.6$/kg。而HPB-II1型液壓式成型機(jī)生產(chǎn)率為500kg/h，密度為1.03～1.3 g/m3，平均比功耗僅為61.6W/kg，比投資為37.5$/kg。
④國內(nèi)采用液壓三雙（雙向喂科、雙出頭油缸、雙向成型）結(jié)構(gòu)的秸稈成型機(jī)，唯有河南農(nóng)業(yè)大學(xué)。其它類型目前均沒達(dá)到在農(nóng)村較長時間應(yīng)用的水平。該設(shè)備的“三雙”液壓控制設(shè)計、三段式成型系統(tǒng)設(shè)計、“機(jī)．液．電”一體化設(shè)計均具有很強的集成創(chuàng)新性。經(jīng)國內(nèi)高層專家組（四侮院士、三位高校校長）鑒定，項目具有國際先進(jìn)水平，在國內(nèi)居領(lǐng)先地位。
4.2 HPB系列液壓活塞式生物質(zhì)秸稈成型機(jī)的研究進(jìn)展
河南農(nóng)業(yè)大學(xué)從1998年開始，針對其它成型設(shè)備存在生產(chǎn)率低、工作部件易磨損等關(guān)鍵技術(shù)，研制出了液壓驅(qū)動艤頭活塞式HPB系列秸稈成型機(jī)及生物質(zhì)成型燃料專用燃燒爐，尤其對我國每年產(chǎn)生的秸稈具有極好的消化能力，克服了其它成型設(shè)備難以處理秸稈的問題。2000年得到了國家科技部科技攻關(guān)和農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金的支持，為課題組進(jìn)一步與企業(yè)和農(nóng)村實際結(jié)合創(chuàng)造了條件；為把技術(shù)成果轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力，經(jīng)專家鑒定后，2002年向企業(yè)轉(zhuǎn)讓了技術(shù)，止式投入了產(chǎn)業(yè)化示范生產(chǎn)；2003年課題義得到了河南省財政廳的支持，把技術(shù)推J“劍了資源最豐富的農(nóng)村，在成型燃料的生產(chǎn)和燃燒方面進(jìn)行了試點示范，提高農(nóng)民文明生活水平，增加農(nóng)民收入，節(jié)約了能源；2004年后先后在北京懷柔、新疆、吉林、遼寧、江蘇、山東、河南和鄭州農(nóng)業(yè)高技術(shù)園區(qū)等進(jìn)行了試點運行，分別對秸稈成型燃料在小型鍋爐、農(nóng)用塑料人棚冬天供熱、農(nóng)戶生活用爐等方面的應(yīng)用進(jìn)行了試驗研究，試驗結(jié)果證明，秸桿成型燃料是一種燃燒特性優(yōu)與普通燃煤、價格低于煤、燃燒尾氣污染成分少于煤的可再生優(yōu)質(zhì)燃料。
5、發(fā)展趨勢
秸稈從田間收集→烘干機(jī)干燥機(jī)干燥→粉碎機(jī)粉碎→顆粒機(jī)成型→燃燒所需設(shè)備必須配套，才能在農(nóng)村、城推廣應(yīng)用。
①從秸稈資源產(chǎn)鼙看，廣人農(nóng)村和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的各種秸稈、農(nóng)林廢棄物量大充足，覆蓋面積廣，資源價格低廉。我國每年生產(chǎn)的農(nóng)作物秸稈總量約占全世界總量的20%～30%。其中可收集的作物秸稈近6億I。秸稈擠壓成型后其密度約增加10倍，燃燒速度快，節(jié)省時間，燃燒后可提高燃燒溫度和熱利用率，減少空氣環(huán)境的污染，可使秸稈成為高晶位的能源產(chǎn)品加以利用。
②從國家政策分析，該項技術(shù)符合我國能源、環(huán)保及建設(shè)節(jié)約型社會的要求，2006年正式實施的《可再生能源法》為其發(fā)展提供了強有力的政策保障。目前多數(shù)地區(qū)都采取了禁燒秸稈的措施，大中城市已基本取締了2t以卜的燃煤鍋爐，改燃清潔燃料（天然氣或電），而清潔燃料的成本較高。當(dāng)秸稈成型機(jī)的生產(chǎn)率達(dá)到200kg/h時，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)效益計算，秸稈成型燃料棒（塊）的生產(chǎn)成本在200元／t左右；當(dāng)秸稈成型機(jī)的生產(chǎn)率達(dá)到400kg/h以上時，秸稈成型燃料棒（塊）的成本可降為160～180元／t，售價在280～300元／t，完全可以替代煤作為城鎮(zhèn)2t以下燃煤鍋爐的燃料，給秸稈利用找到了一條好的出路。
◎生物質(zhì)成型燃料燃燒后的灰塵及其它指標(biāo)的排放也比煤低，可實現(xiàn)C02、S02降排，減少溫室效應(yīng)，是保護(hù)生態(tài)環(huán)境的有效方法，環(huán)保效益明顯。
④從設(shè)備方面分析，生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)設(shè)備操作簡單，適合農(nóng)村使用，而且使用方便，經(jīng)濟(jì)可靠。
⑤從生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)的社會效益分析，成型燃料進(jìn)入規(guī)模化生產(chǎn)后，不但有顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益，而且還可以減輕農(nóng)村就業(yè)壓力，增加農(nóng)比收入，社會效益顯著。
⑥秸稈粉碎機(jī)，成型機(jī)的加工工藝并不復(fù)雜，成本較低，成型機(jī)易損件的使用壽命在lOOOh以上，粉碎與成型單位產(chǎn)品能耗可降至60kWhjt，將秸稈的粉碎和成型放在農(nóng)區(qū)，可有效地解決了秸稈儲存的難題，運輸也更為方便，貯運成本可降低70%左右。農(nóng)民購置一套成型燃料設(shè)備可在2～3年時間內(nèi)收回成本，完全可以在農(nóng)村中推廣應(yīng)用。生物質(zhì)成型燃料爐的應(yīng)用可設(shè)在中、小城鎮(zhèn)或農(nóng)村，這樣秸稈從粉碎、成型到燃燒即可形成產(chǎn)業(yè)化。
⑦據(jù)國際可再生能源組織的預(yù)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(zhì)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(fā)展方向。
⑧目前我國秸稈生物質(zhì)成型燃料的生產(chǎn)水平還比較低，政策不完善，技術(shù)研發(fā)水平較為落后。為了促進(jìn)物質(zhì)成型燃料的生產(chǎn)，國家已采取了很多措施，出臺了較多相關(guān)的法律法規(guī)和補貼政策，制定了可再生能源中長期發(fā)展目標(biāo)。如在生物質(zhì)成型燃料的利用方面由目前的不足50萬r／年，提高到2020年的2000萬t／年。因此，加人生物質(zhì)成型燃料利用的力度，提高生物質(zhì)成型燃料的生產(chǎn)能力和技術(shù)水平，實現(xiàn)生物質(zhì)成型燃料的利用目標(biāo)，改善和提高我國農(nóng)業(yè)資源利用效率具有重要意義。
三門峽富通新能源銷售顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)、飼料顆粒機(jī)、秸稈顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)等生物質(zhì)燃料飼料成型機(jī)械設(shè)備。
