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利用机械设备取代人工烧制木炭的应用分析 木屑颗粒机|秸秆颗粒机|秸秆压块机|木屑制粒机|生物质颗粒机|富通新能源 / 13-11-02

    2005年5月,农业部在郑州召开了全国秸秆固化成型技术研讨会,会议分析了秸秆固化成型燃料的应用前景。在一次性能源日益枯竭的今天,促进农作物秸秆的资源化利用,加大农村可再生能源的开发利用,具有十分明显的环保和经济意义。
    富通新能源生产销售的秸秆颗粒机秸秆压块机专业压制生物质颗粒燃料。
1、农村生物质资源丰富
    我国生物质资源非常丰富,农林产品加工产生的废弃物数量十分可观,但往往没有被充分利用,造成资源极大浪费。中国80%人口生活在农村,秸秆和薪柴等生物质能源是农村的主要生活燃料。1998年我国农村生活用能总量3.65亿t标煤,其中秸秆和薪柴为2.07亿t标煤,占56.7%。因此发展生物质能技术,为农村地区提供生活和生产用能,是帮助这些地区脱贫致富,实现小康目标的一项重要任务。
    据测算,我国农作物秸秆年产量在6.6亿t以上,约折算煤3亿t,是一笔巨大的能源储备。同时,在我国广大天然林区及果树种植地区,每年有大量的林业采伐修剪废弃物,如枝桠、小径木、板片、木屑等,一般占木材采伐量的30%左右。但其目前转化利用量仅占10%。可以说,农村生物质资源十分丰富,为从事机制木炭的生产和开发提供了便利的资源条件。
2、生物质固化成型(木炭)技术趋于成熟
    国外从20世纪40年代开始生物质的成型技术研究,按成型物形状可分为三大类:日本的螺旋挤压生产棒状成型物技术:欧洲的活塞式挤压制得圆柱块状成型技术:美国的内压滚筒颗粒状成型技术和设备。
    我国生物质的固化技术在20世纪80年代中期开始研制,现已达到工业化规模生产。据悉,国内目前有数十家工厂开发生产有单头和双头的棒状螺旋挤压成型机、内压滚筒式颗粒成型机。这些设备可将锯末、稻谷壳、甘蔗渣、秸秆、花生壳、杂树枝等含炭物质,经过高压高温挤压、塑化、成型、炭化等工艺流程,制造成圆、方等棒状成型物木炭。其发热量明显高于等量的煤及天然木炭。螺旋挤压成型机单头机生产能力为120 kg/h,双头机生产能力达200 kg/h,内压滚筒式颗粒成型机的生产能力为250~300 kg/h。
3、成型原理和工艺过程
3.1  成型原理
    在树枝、秸秆、木屑、稻壳、麦秸等生物质中含有木素,木素在适当温度下(200~300℃)会软化、液化,此时加以一定的压力,使其与纤维素粘接,并与临近颗粒互相胶接,冷却后即固化成型。
3.2工艺过程
    原料_÷预处理_干燥_固化成型(机制棒)_炭化_木炭
3.3机械设备
    生物质固化成型的设备包括粉碎机、干燥设备、固化成型设备、炭化设备等。
    固化成型设备是将干燥后松散的原料挤压成密度较大的机制棒的设备。设备由传动、电控、螺杆、成型套筒等主要部分组成。该设备特点是采用高精度仪表能自动控温,操作简便。螺杆采用高耐磨材料堆焊制成,使用寿命长,可修复,连续化生产能力强。成型的式有多种,但目前使用最多的还是以螺杆为输送和压缩物料的连续挤出,其特点是成型燃料的密度大,表面质量好,最主要的是成型燃料炭化后所得木炭的质量好。
    炭化设备是把机制棒制成机制木炭的装置。炭化的方式有连续内热式干馏法、外热间歇式干馏法和烧炭法。连续内热式适于大规模连续化生产,烧炭法适于小规模经营,外热间歇式则适于各种情况。木屑、刨花等原料生产的成型燃料适合炭化,秸秆、稻壳等原料由于灰分大,一般不炭化。
3.4  生物质固化成型机组发展建议
    由于木屑、秸秆等均为松散物质,长途运输费用较大,所以生产木炭或成型燃料规模不宜太大,一般以每天生产1~2 t木炭为宜。炭化装置可土法上马。建议开发适宜农户使用的实用化、小型化、简单化的成套设备要以中小型为主。
    售后服务必须跟上。生物质固化成型技术看似简单,实则比较难以掌握,尤其是成型所受影响因素很多且缺少规律性,必须做好售后服务。
4、产品特点及用途
4.1  机制木炭的特点
    机制木炭是机制棒在炭化装置中隔氧或少量通氧的条件下,加热分解而得的,其热值在30000 kj/kg左右,燃烧时排放的SO,很少,可做到没有烟尘,是一种清洁燃料,其理化特性见表1。
4.2机制木炭的用途
    冶金:用作铜、镁等金属冶炼时的还原剂、均温剂、抗结剂,钢铁热处理的渗炭剂。
    化工:是制造二硫化碳、碳化钙、四氯化碳及木煤气的主要原料,也可用作油漆、涂料的添加剂,橡胶的加固剂等。
    环保:作活性炭的原料、除雪剂和干燥剂。
    民用:可作取暖、野炊、烧烤燃料和冰箱除味剂。
5、机制木炭的市场分析
    随着国家的禁伐禁烧法令的贯彻实行,全国已有不少省市颁布了地方法规,因此土窑烧木炭基本上受到遏制。但工农业、环保、冶炼、民用生活等领域所需的木炭有增无减,木炭的需求量逐年增多。据专家估计,目前国内仅化工、冶金行业工业木炭年需求量就达1 000万t,食品行业的火锅烧烤用木炭年需求量约500万t。国际市场对机制木炭的需求量也极大。每年都有大批韩国、日本、东南亚、美国等国家和地区,还有我国台湾省的客商来寻找木炭资源,以当前的生产能力根本满足不了市场需求。机制木炭价格十分坚挺,国内市场一般为1600~2 000元/t,国际市场一为2400~4 000元/t,而且往往有价无货。利用机械设备取代人工烧制木炭,不仅能获得良好的经济效益,还能创造良好的社会效益。
6、小结
    机制木炭可利用锯末、刨花、玉米芯、树枝、竹屑、花生壳、甘蔗渣、酒糟渣等70多类300多种材料作为原料。广义上讲,凡是能燃烧的各种植物料均可制炭。
    国家政策支撑、成熟的技术和良好的经济性,是利用机械设备取代人工烧制木炭的动力,机制木炭的设备生产和木炭生产规模当前以中小型为主,以当地生产生活需求为主。同时要实行集团化、产业化经营,以解决工业用木炭和国际市场的需求。发展机制木炭生产具有良好的经济、社会和生态效益。

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