摘要：生物質(zhì)能一直是人類賴以生存的重要能源，它僅次于煤炭、石油和天然氣居于世界能源消費總量的第四位，在整個能源系統(tǒng)中占有重要地位。由于它具來源廣泛、可再生和環(huán)境友好等優(yōu)點，因此越來越受到人們的廣泛關(guān)注。生物成型燃料技術(shù)，具有成本低、投資少、見效快的特點，已成為我國利用生物質(zhì)料的主要技術(shù)之一。本次課題研究所采用的生物質(zhì)原料為芒草、木屑、稻殼和稻草，原料經(jīng)粉碎篩選、干燥等前期處理后，采用新型機制木炭制棒機成型設(shè)備，把原料壓縮為型燃料。試驗研究了生物質(zhì)成型燃料成型的影響因素，分析了滿足成型燃料運輸、儲存、搬運和燃燒等使用條件的要求。原料含率的高低，成型溫度的大小和粒徑的大小對生物質(zhì)能否被壓縮成型有著顯著的響。原料的含水率、成型溫度和粉碎粒徑對表觀密度和耐久性的影響。
關(guān)鍵詞：生物質(zhì)成型燃料表觀密度 抗跌碎性 抗?jié)B水性 燃燒特性
我國是一個以煤炭為主的能源消耗大國，同時也是一個能源進(jìn)口的國家，全國大氣中90％的SO2、80％的煙塵和85％CO2的排放是燃煤造成的，酸雨面積已超過我國國土面積的30%但國產(chǎn)成型加工設(shè)備在設(shè)計制造及引進(jìn)過程中，關(guān)鍵技術(shù)難以解決，對生物質(zhì)成型燃料燃燒理論及燃燒特性方面的研究不夠深入，先進(jìn)的生物質(zhì)成型燃料專用燃燒設(shè)備少，這些都不同程度地存在著技術(shù)及工藝方面的問題，這就有待于去深入研究探索、試驗、開發(fā)。盡管生物質(zhì)成型設(shè)備還存在著一定的問題，但生物質(zhì)成型燃料有許多獨特優(yōu)點：①便于儲存、運輸；②使用方便、衛(wèi)生；③燃燒效率高；④是清潔能源，有利于環(huán)保。因此，生物質(zhì)成型燃料在我國一些地區(qū)已進(jìn)行批量生產(chǎn)，并形成研究、生產(chǎn)、開發(fā)的良好勢頭。在我國未來的能源消耗中，生物質(zhì)成型燃料將占有越來越大的份額。查找相關(guān)文，目前科研人員研究的主要內(nèi)容是以下幾個方面：①成型過程中的含水率要求，并且對于常見的生物質(zhì)都給出了一個適當(dāng)?shù)膮⒖挤秶虎诔尚蛪毫Τ尚腿剂侠砘阅艿挠绊懀⑶乙驳贸隽讼鄳?yīng)的變化規(guī)律；美國在20世紀(jì)30年代就開始研究壓縮成型燃料技術(shù)及燃燒技術(shù)，研制了螺旋壓縮機及相應(yīng)的燃燒設(shè)備，并在1976年開發(fā)了生物質(zhì)顆粒及成型燃燒設(shè)備，富通新能源生產(chǎn)銷售的
顆粒機、
木屑顆粒機專業(yè)壓制生物質(zhì)成型燃料，生物質(zhì)成型燃料是替代煤等化石燃料最佳的選擇。
我國是一個以煤炭為主的能源消耗大國，同時也是一個能源進(jìn)口的國家，全國大氣中90％的SO2、80％的煙塵和85％CO2的排放是燃煤造成的，酸雨面積已超過我國國土面積的30%。為了減輕我國使用化石能源對環(huán)境造成的影響，同時減少對化石能源的依賴，
需要改變能源生產(chǎn)和消費方式，開發(fā)利用生物質(zhì)能等可再生的清潔能源對建立可持續(xù)的能
源系統(tǒng)，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)具有重大意義，主要表現(xiàn)在三個方面：
1）開發(fā)利用生物質(zhì)能的經(jīng)濟(jì)意義
開發(fā)利用生物質(zhì)能源，能開拓新的經(jīng)濟(jì)增長領(lǐng)域、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型、擴大就業(yè)的重要選擇。生物質(zhì)能源資源分布廣泛，各地區(qū)都具有一定的生物質(zhì)能源開發(fā)利用條件。生物質(zhì)能源的開發(fā)利用主要是利用當(dāng)?shù)刈匀毁Y源和人力資源，對促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。同時，生物質(zhì)能源也是高新技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)，快速發(fā)展的生物質(zhì)能源已成為一個新的經(jīng)濟(jì)增長點，可以有效拉動裝備制造等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長方式轉(zhuǎn)變，擴大就業(yè)，推進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會的可持續(xù)發(fā)展意義重大。
2）開發(fā)利用生物質(zhì)能源的社會意義
農(nóng)村是目前我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展最薄弱的地區(qū)，能源基礎(chǔ)設(shè)施落后，全國還有約1150萬人沒有電力供應(yīng)，許多農(nóng)村生活能源仍主要依靠秸稈、薪柴等生物質(zhì)低效直接燃燒的傳統(tǒng)利用方式提供。農(nóng)村地區(qū)生物質(zhì)資源豐富，加快生物質(zhì)能源開發(fā)利用，一方面可以利用當(dāng)?shù)刭Y源，因地制宜解決偏遠(yuǎn)地區(qū)電力供應(yīng)和農(nóng)村居民生活用能問題，另一方面可以將農(nóng)村地區(qū)的生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)換為商品能源，替代部分化石能源，緩解能源供需矛盾，使生物質(zhì)能源成為農(nóng)村特色產(chǎn)業(yè)，有效延長農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，提高農(nóng)業(yè)效益，增加農(nóng)民收入，改善農(nóng)村環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會的可持續(xù)發(fā)展。
3)開發(fā)利用生物質(zhì)能源的生態(tài)環(huán)境意義
目前，我國環(huán)境污染問題突出，生態(tài)系統(tǒng)脆弱，大量開采和使用化石能源對環(huán)境影響很大，特別是我國能源消費結(jié)構(gòu)中煤炭比例偏高，二氧化碳排放增長較快，對氣候變化影響較大。生物質(zhì)能源清潔環(huán)保，開發(fā)利用過程不會增加溫室氣體排放。開發(fā)利用生物質(zhì)能源，對優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、保護(hù)環(huán)境、減排溫室氣體、應(yīng)對氣候變化具有十分重要的作用。
本課題研究的主要內(nèi)容 ：由于生物質(zhì)材料的種類和成分不同，特別是受壓縮方式和壓縮條件的影響，其成型燃料的品質(zhì)特性存在較大差異。在生物質(zhì)成型燃料的各種品質(zhì)特性中，成型燃料的物理特性是最重要品質(zhì)特性，它直接決定了成型燃料的使用要求、運輸要求和貯藏條件。良好的物理特性能夠降低成型燃料包裝、運輸和貯存成本，能夠保證成型燃料進(jìn)入鍋爐時的必要物理性狀，而松弛密度和耐久性是衡量成型塊物理品質(zhì)特性的兩個重要指標(biāo)。表觀密度和耐久性受原料種類、粉碎粒度、原料含水率、成型壓力、成型溫度、壓模幾何形狀、保型時間等眾多因素的影響，本章主要從原料種類、粉碎粒度、原料含水率和成型過程中的加熱溫度等外在可變影響因素進(jìn)行實驗分析，從成型燃料物理品質(zhì)的角度，研究不同種類生物質(zhì)粉碎粒度、原料含水率變化和成型過程中的加熱溫度對成型表觀密度和耐久性的影響。生物質(zhì)成型燃料物理特性的研究固體成型燃料成型以后，對燃料進(jìn)行物理性能試驗研究。生物質(zhì)成型燃料的表觀密度和耐久性是評價生物質(zhì)成型燃料品質(zhì)的重要性能指標(biāo)，耐久性一般包括生物質(zhì)成型燃料的抗跌碎性、抗變形性、抗?jié)B水性和平衡含水率(抗吸濕性)等幾個指標(biāo)。由于成型燃料在存儲、運輸和使用過程中要滿足一定的要求，這就對成型燃料的物理性能有著一定的要求。因此在本次試驗中，主要是根據(jù)成型燃料在存儲、運輸和使用過程中的要求，選定成型燃料物理特性的測試項目，主要是對固體成型燃料的松弛密度、抗跌碎性和抗?jié)B水性進(jìn)行研究，得出原料的含水率、加熱溫度和粒徑大小對生物質(zhì)成型燃料物理性能的影響規(guī)律，為成型設(shè)備的研制及生產(chǎn)過程中的控制提供基礎(chǔ)參數(shù)。
