1、生物質(zhì)固化成型燃料的特點生物質(zhì)固化成型燃料?簡稱?生物質(zhì)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(shù)及專用設(shè)備將各種農(nóng)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(huán)保，燃燒效率高，既可作為農(nóng)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(chǎn)銷售的秸稈顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)專業(yè)壓制生物質(zhì)成型燃料。
其特點是
?1)可再生性。生物質(zhì)屬可再生資源,生物質(zhì)能由于通過植物的光合作用可以再生,與風(fēng)能、太陽能等同屬可再生能源,資源豐富,可保證能源的永續(xù)利用。
?2)低污染性。生物質(zhì)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(zhì)作為燃料時，排放的二氧化碳相當(dāng)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(yīng)。
?3)廣泛分布性。生物質(zhì)燃料的原料隨處可見，缺乏煤炭的地域，可充分利用生物質(zhì)能。
?4) 生物質(zhì)燃料總量十分豐富。生物質(zhì)能是世界第四大能源,僅次于煤炭、石油和天然氣。
2、生物質(zhì)固化成型燃料的生產(chǎn)方式和基本性能
目前主要是通過生物質(zhì)成型設(shè)備把含水率10%，30%的秸稈等，通過揉絲、粉碎等方式進(jìn)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(zhì)。鋸末是因為不同種鋸沫的混雜?其木質(zhì)素在木材切割過程中析出?導(dǎo)致含量下降造成的?因此壓制時基準(zhǔn)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(zhì)層封閉木質(zhì)素的析出?硅含量高?導(dǎo)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(xué)物質(zhì)增加粘合成形效果的做法?已經(jīng)失去綠色清潔能源的意義。
?1)秸稈燃料成型后的主要技術(shù)參數(shù)。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(biāo)準(zhǔn)煤的0.7?0.8倍?即1.25 t的玉米秸稈成型燃料塊相當(dāng)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(zhì)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(dāng)。
?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(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)?可忽略不計?煙塵低于127 mg/m3?遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)。
?3)燃煤鍋爐可以直接使用生物質(zhì)成型燃料。生物質(zhì)燃料燃燒排放物完全符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)?是國家相關(guān)部門認(rèn)可的現(xiàn)代化清潔能源?通過使用不同形式的鍋爐試驗表明?現(xiàn)有的燃煤鍋爐完全適應(yīng)生物質(zhì)燃料。
?4)生物質(zhì)燃料燃燒后的灰分處理。生物質(zhì)燃料燃盡率可達(dá)96%?剩余4%的灰分可以回收做鉀肥?實現(xiàn)了“秸稈?燃料?肥料”的有效循環(huán)。
?5)生物質(zhì)燃料的特點。生物質(zhì)成型燃料揮發(fā)份高?易析出?碳活性好?易燃?灰分少?點火快?更加節(jié)約燃料?降低使用成本。
3、生物質(zhì)秸稈固化成型設(shè)備的開發(fā)研究和技術(shù)對比
生物質(zhì)燃料固化成型技術(shù)是生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)化的核心。生物質(zhì)成型技術(shù)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(zhì)原料壓制成密度較大的、具有各種規(guī)格的成型燃料的高新技術(shù)。該技術(shù)在我國起步較晚?使用的原料主要以農(nóng)作物秸稈為主。生物質(zhì)固化成型設(shè)備的開發(fā)利用主要是為了滿足生物質(zhì)固化成型加工生產(chǎn)的需要?其技術(shù)的研究核心是秸稈的適應(yīng)性和生產(chǎn)的可靠性?其技術(shù)及發(fā)展進(jìn)程決定著生物質(zhì)固化成型行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展及健康發(fā)展?必須盡快跨入世界先進(jìn)行列?被人們所認(rèn)識?被社會所接受。
3.1 生物質(zhì)固化成型設(shè)備
按照生產(chǎn)方式分為顆粒壓制成型設(shè)備和塊狀壓制成型設(shè)備?兩者對比見表 1。目前塊狀壓制成型設(shè)備逐漸被用戶認(rèn)識和接受?更適合生物質(zhì)固化成型燃料生產(chǎn)的需要
3.2 我國行業(yè)推廣和市場應(yīng)用的成型設(shè)備
從機(jī)械性能和構(gòu)造原理上劃分主要包括螺旋擠壓式成型顆粒機(jī)、機(jī)械活塞沖壓式成型顆粒機(jī)、環(huán)模輥壓式和液壓活塞沖壓式成型顆粒機(jī)四種?外觀上又區(qū)分為平模機(jī)、環(huán)模立式、環(huán)模臥式環(huán)模平放生物質(zhì)成型設(shè)備等。
螺旋擠壓成型機(jī)、機(jī)械活塞成型機(jī)與液壓活塞成型機(jī)總體看起步較早?漸近成熟?但生產(chǎn)效率低?能耗較高?其實際生產(chǎn)率在100~300 kg/h?主要工作部件壽命低?難以適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)?平模機(jī)、環(huán)模機(jī)起步較晚?發(fā)展較快?占據(jù)了行業(yè)市場較高份額?主要工作部件壽命長?符合工業(yè)化發(fā)展趨勢?從技術(shù)指標(biāo)來看?平模機(jī)、環(huán)模輥壓式成型機(jī)生產(chǎn)率高?生產(chǎn)成本低?有一定技術(shù)含量?配有熱處理工藝?成形效果好?適合規(guī)模化工廠生產(chǎn)?已被生產(chǎn)企業(yè)廣泛使用。現(xiàn)將平模和環(huán)模兩種形式做一比較?
?1)在使用方式上?環(huán)模機(jī)主機(jī)轉(zhuǎn)速一般為125?190 hn/min?喂入量大?工作效率穩(wěn)定?產(chǎn)量高?耗電少?生產(chǎn)密度具有可調(diào)性?而平模機(jī)由于其轉(zhuǎn)速低于環(huán)模機(jī)等原因?一般為120 hn/min左右?其產(chǎn)量小于環(huán)模機(jī)?由于其壓輪與模具間配合間隙為穩(wěn)定安裝?壓制密度大?不能調(diào)整?一定條件下滿足不了多方面需要。平模機(jī)雖具有結(jié)構(gòu)優(yōu)勢?但產(chǎn)能較低?若需要產(chǎn)能在600 kg/h以上的設(shè)備?使用環(huán)模機(jī)乃是最佳選擇。
?2)在機(jī)械結(jié)構(gòu)上?環(huán)模機(jī)壓輪與模具一般不直接接觸?減少了硬性摩擦?因此生物質(zhì)固化成型設(shè)備的主要易損件相對使用壽命較長?而平模機(jī)結(jié)構(gòu)簡單?制造技術(shù)低?易生產(chǎn)?但壓輪與模具多硬性接觸?損耗大。
?3)在工作形式上?平模機(jī)物料自身重量垂直進(jìn)入壓制室?環(huán)模機(jī)物料采用機(jī)械強(qiáng)迫進(jìn)料?高速旋轉(zhuǎn)離心分布進(jìn)入離心制粒室。因此環(huán)模立式相對增加了機(jī)械動力損耗?加大了機(jī)械使用動力?但目前環(huán)模臥式基本解決了這項技術(shù)難題。
3.3 環(huán)模臥式的特點
?1)結(jié)構(gòu)簡單?便于維修調(diào)整?調(diào)整用時是同類機(jī)型的1/5。
?2)能耗低。在相同條件下?同密度、水分、生產(chǎn)率?比同類機(jī)型耗能低30%。
?3)適應(yīng)面寬。該設(shè)備可以適應(yīng)多種類固體有機(jī)物使其致密壓縮成型?特別是水分的要求?比同類機(jī)型高5%。
4)成型密度大?生產(chǎn)率高?已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化批量生產(chǎn)。其他類別產(chǎn)品同級技術(shù)尚屬樣品試制階段。
?5)與其他類型固化成型機(jī)比?該設(shè)備具有生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效率高、對作業(yè)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)等明顯優(yōu)勢。
綜合比較,環(huán)模臥式是目前較為理想的選擇性設(shè)備。
4、目前生物質(zhì)成型設(shè)備市場現(xiàn)狀
?1)設(shè)備機(jī)組可靠性能較差。目前?成型設(shè)備的可靠性是成型燃料產(chǎn)業(yè)化的主要制約因素?包括主要工作部件的工作壽命短?設(shè)備系統(tǒng)配合協(xié)調(diào)能力差?運行不穩(wěn)定等。比如?技術(shù)比較成熟的螺桿擠壓式成型機(jī)?其螺桿磨損壽命不足100 h。盡管國內(nèi)不少廠家及科研單位對此進(jìn)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(dá)到500 h?但其成本較高?生產(chǎn)工藝復(fù)雜。即使從國外進(jìn)口的此類成型機(jī)組?也存在同樣的問題。總之?目前國內(nèi)生物質(zhì)成型機(jī)普遍生產(chǎn)能力偏低?單位能耗過大?成型設(shè)備的工作可靠性差?仍需要大量的科技投入?以進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新與技術(shù)改進(jìn)。自20世紀(jì)80年代以來?我國的生物質(zhì)成型技術(shù)開發(fā)與研究已經(jīng)取得了較大的發(fā)展?全國研究生產(chǎn)成型設(shè)備的企業(yè)或科研單位已有數(shù)十家。中國生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)化雛形正在形成?但是?要使之走向成熟?真正實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化?還需要克服一些制約因素?解決一些技術(shù)障礙。
?2)成型設(shè)備適應(yīng)范圍小?規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。國內(nèi)外相關(guān)研究機(jī)構(gòu)眾多?但是并沒有形成統(tǒng)一的理論體系和標(biāo)準(zhǔn)體系。現(xiàn)有成型機(jī)械?系統(tǒng)?千差萬別?適用范圍受到局限。比如?不同成型機(jī)械對原料的粒度和含水率要求各不相同。成型技術(shù)的研究與應(yīng)用受當(dāng)?shù)刭Y源的影響?也受技術(shù)本身的局限?不易形成統(tǒng)一的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范?因此現(xiàn)有成型設(shè)備往往很難適用于形態(tài)多樣的原料。
?3)設(shè)備連續(xù)運行能力低。由于原料的供應(yīng)受季節(jié)、成本、運輸半徑等影響,難以滿足連續(xù)生產(chǎn)的需求?設(shè)備只好間歇工作?一年中有多半時間處于閑置狀態(tài)?導(dǎo)致資源浪費?設(shè)備自然損耗嚴(yán)重?增加了設(shè)備回收年限。若要滿足設(shè)備連續(xù)生產(chǎn)?一要擴(kuò)大運輸半徑?二要加大儲備倉庫?這兩種方法都會導(dǎo)致投資增加。最好的方法是設(shè)備具有廣泛的適應(yīng)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(guān)鍵技術(shù)與關(guān)鍵材料不過關(guān)?使得設(shè)備運行不穩(wěn)定?故障率較高?維修頻繁?影響連續(xù)生產(chǎn)。
5、建議
目前生物質(zhì)燃料加工市場混亂?成型燃料加工企業(yè)選擇生物質(zhì)固化成型設(shè)備?應(yīng)注意以下幾點?
?1)選擇正規(guī)生產(chǎn)廠家。
?2)成型密度達(dá)到0.7以上?成形效果達(dá)到85%以上方能適應(yīng)各項需要。
?3)能耗低?生產(chǎn)效率高?能夠保持連續(xù)作業(yè)?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(jī)現(xiàn)象每百小時不超2%?平均生產(chǎn)能力與主機(jī)動力比高于20。
?5)生產(chǎn)條件要求簡單?易學(xué)習(xí)?易操作。
只有滿足了以上條件才有利于企業(yè)的發(fā)展和生產(chǎn)的需要。
富通新能源不但銷售木屑顆粒機(jī)、秸稈顆粒機(jī)，而且還大量銷售木屑顆粒機(jī)壓制的楊木木屑顆粒燃料。
