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生物质成型燃料技术的研究现状与发展趋势(一) 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 / 13-10-31

1、引言
    我国每年进口石油近2亿t;煤炭经济开发期还有仅为30年;S02、C02总排放量已分别占世界第1、2位。这3个数字已说明目前我国“能源安全”已成为亟待解决的重人问题。
    生物质能是解决能源短缺问题的支柱能源之一,它可以再生、生物质中含S很低,C02零排放,分布很j“,可以规模化收集和贮存,也可贮能于比。我国每年有秸秆、林木残余物等有机物9亿多t,可有效、便利于深加工的也有3亿多t,其中秸秆2亿多t。将其加工成“成型燃料”可替代2亿t普通原煤,相当于7个平项山煤矿的年开采量。价值700多亿元,还可每年使每户农民节支增收300多元。同时将生物质成型燃料的生产发展成一种可再生能源产业,可使上千万农民就业。因此研究生物质成型燃料技术具有重人的能源、环境和经济效益,是农林经济的一项朝刚产业。
2、生物质成型燃料技术研究现状
2.1国外生物质成型燃料技术的研究现状
    国际上以美国为代表,已将秸秆作为一种重要资源加r、出口。而且实现了全程机械化加工,有的已实现了T厂化生产。但美国秸秆利用的方向不是燃料,而是饲料或其他-l:业原料,其中秸秆收集的方式是从田间开始的,主要是“秸秆打捆”技术。
    欧洲一些国家把秸秆加.J=技术用在燃料和发屯上,目标是油和煤的替代燃料,秸秆加I:设备、锅炉、热风炉、发电设备等都已产业化。但是,由于经济条件、管理体制、技术水平、生活习惯的差异,我国不能照搬这些发达国家的做法,前几年的一些教训也说明中国必需走符合中国实际的道路,使秸秆成型燃料成为我国农村能源利用的首选技术。
    国外生物质成型的主要方式有4种,即环模和平模式颗粒成型、螺旋挤压式成型、机械驱动活塞式成型和液压驱动活塞式成型。螺旋挤压式成型机是最早研制生产的生物质热压成型机。这类成型机以其运行平稳、生产连续、所产成型棒易燃(由丁其空心结构以及表面的炭化层)等特性,在成犁机市场中尤其是在印度、泰国、马来西亚等东南Ⅱ国家和我国一直占据着主导地位。
    日本从20世纪30年代就开始研究应用机械活塞式成型技术处理木材废弃物,并于1954年研制出棒状燃料成型机及相关的燃烧设备,1983年义从美国引进颗粒成型燃料生产技术。美国在1976年开发了生物质颗粒及成型燃烧设备;亚洲一些国家(泰国、印度、韩国、菲律宾等)在20世纪80年代已建了不少生物质成型、碳化专业生产厂,并研制出相关的燃烧设各。日本、美国及欧洲一些国家生物质成型燃料燃烧设备已经定型,并且形成了产业化,在加热、供暖、干燥、发电等领域已普遍推广“应J{|;西欧一些国家(荷兰、瑞典、比利时、芬兰、丹麦等)在20世纪70年代已有了活塞式成型机、颗粒成型机及配套的燃烧设备。活塞挤压式成型机改变了成型部件与原料的作用方式,很好地解决了上述问题。该类成型机在人幅度提高成型部件使用寿命的同时,也显著降低了单位产品能耗。根据驱动力来源的不同,该类成型机可分为机械活塞式和液压活塞式成型机.
2.2国内物质成型燃料技术研究现状
    中国从20世纪80年代引进螺旋式生物质成型机,生物质挤压成型技术的研究开发已有20多年的历史。南京林业化T研究所在“七五”期间设立了对生物质压缩成型机及生物质成型理论研究课题。湖南省衡阳市粮食机械厂为处理人量加.l:粮食剩余谷壳,于- 1985年根据国外样机试制了第一台ZT-63型生物质压缩成型机。江苏省连云港市尔海粮食机械厂于1986年引进了一台OBM-88棒状燃料成型机。1998年初,东南人学、江苏省科技情报所和国营9305厂研制出了“MD-15”型固体燃料成型机。1990年以后,陕西武功轻工机械厂、河南巩义包装设备厂、湖南农村能源办公室以及河北正定县常宏术炭企业等单位先后研制和生产了儿种不同规格的生物质成型机和碳化机组。20世纪90年代期间河南农业大学、中国农机能源动力研究所分别研究出PB-I型机械冲压式、HPB系列液压驱动活塞式和CYJ-35型机械冲压式成型机。21 t世纪以来国内江苏正吕集团有限企业、吉林省华光生态1:科技术研究所、河南省科学院能源研究所有限企业、河南德润锅炉有限企业等国内几十家企业在颗粒饲料机的基础上先后研究出了多种类型的环模、平模颗粒生物质成型机。
3、生物质成型燃料技术的技术难点
3.1生物质原料的收集和预处理是制约成型燃料技术发展的技术瓶颈
    我国以秸秆为主的生物质原料在收集方面有两点不同于国外。一是十地管理制度是以家庭承包形式,地块小且分散,个别用户独立耕作,很雉统一。二是日前秸秆收集机械化水平低,秸秆粉碎还田是多为政府的硬性行政指令,打捆和定向收集没提到日程。因此目前秸秆收集是难点,有技术问题,也有社会认识的问题,要想把原料收集起来必须从管理和技术体系上创新,并配以得力的政策和法规。没有收集后的充足原料生物质成型燃料技术就不可能迅速发展,生物质原料的收集是制约成型燃料技术发展的技术瓶颈。
3.2生物质原料自身的多样性及复杂性
    首先,生物质原料的种类繁多,其术质素、纤维素、半纤维素、果胶质等成分含量有较大差别,受力变形情况也不一样。其次,生物质原料力传导性很差,反弹性很强,被压缩成型的条件也有很大差异;再者,生物质原料堆积密度只有0.1~0.15g/m3,要将其压缩成密度为1.0~1.3 g/m3,如何提高原料喂入量是一很大的难题;第四,生物质原料的含水量随季节、气候、地域及秸秆种类不同变化很大,而成型工艺对水分的要求义较严格,所以水分问题成为制约热压成型的又一难题。
3.3生物质成型燃料设备工作环境的恶劣性
    生物质原料在收集过程中不可避免的会携带许多粉尘、泥十和砂粒,这些物质的存在一方面会加剧成型部件的磨损;另一方面还会对成型设备的润滑系统造成污染,从而影响设备的使用寿命和稳定运行。此外,以农民为主的技术和设备使用人员,考虑剑其自身技术水平和操作能力,要求设备应具有较强的适应性和易操控性。
3.4生物质成型燃料燃烧过程中结渣与玷污倾向
    三门峡富通新能源销售颗粒机秸秆压块机、饲料颗粒机、秸秆颗粒机、木屑颗粒机等生物质燃料饲料成型机械设备。

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