前言
自溫室氣體導(dǎo)致全球性變暖，引起一系列氣候異常。雖然關(guān)于這個(gè)命題存在激烈爭(zhēng)論，但節(jié)能降耗、低碳減排、綠色環(huán)保等已經(jīng)成為共識(shí)。開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能、風(fēng)能，水能、潮汐能等可再生能源成為能源開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)，其中當(dāng)然包括生物質(zhì)再生能源。目前我國(guó)作為一農(nóng)業(yè)大國(guó)，收獲農(nóng)作物（糧食、棉花和油料等）之后，有大量秸稈類(lèi)廢棄物，實(shí)際上是豐富的生物質(zhì)資源，有資料介紹我國(guó)每年生產(chǎn)秸稈類(lèi)生物質(zhì)廢棄物7.15億t。這些生物質(zhì)資源除少部分用作工業(yè)原料和飼料外，大部分用作能源消耗，雖然如此，但利用極不合理，大部分采用直接燃燒，剩余部分多采用燒荒，前者熱利用率低，后者則是一種能源無(wú)謂消耗，并且這兩種秸稈的燃燒都嚴(yán)重污染環(huán)境，在機(jī)場(chǎng)附近地區(qū)的燒荒，常影響到飛機(jī)的起降，影響到機(jī)場(chǎng)的正常工作，甚致釀成事故。將這些秸稈類(lèi)廢棄物和類(lèi)似的生物質(zhì)資源變廢為寶，轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)質(zhì)燃料，不僅綠色環(huán)保，節(jié)能減排，而且可促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。將秸稈類(lèi)廢棄物轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)質(zhì)燃料目前采用多種方法：（D氣化法，包括沼氣方法，是將這些秸稈類(lèi)生物質(zhì)，還包括生活垃圾、人畜糞便、污水在特定環(huán)境下，經(jīng)細(xì)菌、發(fā)酵之后生成可燃?xì)�；在特種生成爐內(nèi)，在高溫、厭氧（有時(shí)還有高壓）條件下，秸稈類(lèi)生物質(zhì)發(fā)生裂解，干熘生成c0、H2等為主的燃?xì)夂徒褂�。②液化法，利用水解技術(shù)和隨后發(fā)酵技術(shù)，在催化劑作用下，生成生物酒精。這種生物酒精可以代替石油；生物質(zhì)在一定環(huán)境如高溫高壓(250—325C；5～20MPa)和催化劑存在條件下，生物質(zhì)裂解生成液態(tài)燃油。③壓縮固化法，生物質(zhì)比重小、體積大，如棉稈等自然堆積密度200~250kg/m3；稻殼90kg/m3；秸稈30~50kg/m3；這對(duì)于運(yùn)輸和存放都帶來(lái)巨大同題。在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，運(yùn)用秸稈類(lèi)生物質(zhì)發(fā)電，被認(rèn)為零排放、綠色環(huán)保的發(fā)電技術(shù)，丹麥因?yàn)椴捎眠@種技術(shù)，竟然擺脫了石油進(jìn)口。但是采用秸稈類(lèi)生物質(zhì)發(fā)電，尤其是直接燃燒秸稈類(lèi)生物質(zhì)發(fā)電，要求解決秸稈類(lèi)生物質(zhì)運(yùn)輸和存放問(wèn)題。所以無(wú)論是將秸稈類(lèi)廢棄物轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)質(zhì)燃料，或是運(yùn)用秸稈類(lèi)生物質(zhì)發(fā)電，都要求將其壓縮、固化，這是既解決運(yùn)輸也解決存放問(wèn)題的方法。
秸稈類(lèi)生物質(zhì)成型的工藝：①成熟秸稈類(lèi)生物質(zhì)自然干燥：使其含水量在15%以下；②削片，粉碎：形成粒度0—5和0~10mm3，試驗(yàn)表明差別不大；③烘干：使其含水量在10%以下，還有建議含水量在4%一18%．此含水量在自然干燥下即可達(dá)到。而且認(rèn)為適當(dāng)含水量在加壓成型時(shí)壓強(qiáng)較�。虎芩土�；⑤混料；⑥預(yù)壓；（D壓制成型；⑧卸料：將成型塊卸下，有的要求碼垛或包裝。
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秸稈顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)等農(nóng)作物秸稈成型機(jī)械設(shè)備。
目前所看到的壓縮固化設(shè)備，包括了烘干、送料、混料、預(yù)壓、壓制成型各工藝工序，有的還包括削片，粉碎。這類(lèi)成套設(shè)備主要有以下幾種輸送、預(yù)壓、壓制成型方法。
1、北京延慶等單位研制的秸稈成型機(jī)
近年來(lái)在有關(guān)單位參與下，延慶縣農(nóng)委系統(tǒng)研制成功的秸稈壓塊機(jī)，是利用粉碎成10mm3的秸稈類(lèi)生物質(zhì)進(jìn)行加工的。它由傾斜成45。的螺旋輸送機(jī)（輸送機(jī)的螺旋外徑200mm，螺距120mm，生產(chǎn)率0.72~1t/h）把粉碎好的秸稈類(lèi)生物質(zhì)進(jìn)行輸送和預(yù)壓。經(jīng)過(guò)預(yù)壓粉碎的秸稈先被送到并聯(lián)垂直向下輸送原料的螺旋輸送機(jī)，經(jīng)進(jìn)一步預(yù)壓，被推人活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的缸腔內(nèi)，完成最后的擠壓，呈圓柱形直徑30~50mm(根據(jù)要求壓縮密度不同而不同)的壓塊被擠出。該機(jī)主要性能指標(biāo)：生產(chǎn)率：0.7~1t/h；主機(jī)功率：30kw;450螺旋輸送機(jī)功率：1.5kw;垂直螺旋輸送機(jī)功率：1.0kw；產(chǎn)品（秸稈塊）密度：0.7~1.0t/m3。
2、大連莊河干溝村秸稈壓縮機(jī)
該機(jī)安裝于手扶拖拉機(jī)上，它分為：動(dòng)力單元：秸稈送料單元；秸稈軋輥單元。其軋輥單元包括一對(duì)軋輥上設(shè)有三角形壓片的軋輥；一對(duì)切輥，切輥上配有切刀。
其工作過(guò)程是將手扶拖拉機(jī)開(kāi)到收獲后的地里，將地里不堆垛、不捆扎的秸稈由輸送帶送人機(jī)器，壓軋成帶有溝槽的板，經(jīng)切斷后，輕輕搬開(kāi)，捆札成長(zhǎng)方形捆。其軋制壓強(qiáng)0.7t/cm-,出料密度接近一般板材。壓縮比為l/14，加工It秸稈耗用1.5L柴油。
3、雙環(huán)形壓模秸稈顆粒成型機(jī)
和上述設(shè)備類(lèi)似，是用帶有雙環(huán)形模槽的軋輥，空心的軋輥面上開(kāi)有整齊排列的表面大，內(nèi)小的錐形孔，小孔和直圓柱孔相連，所用秸稈原料（高粱、玉米、水稻、小麥，棉花、大豆等的秸稈）要求粉碎成1mm3的粉料，被軋擠從直柱孔呈顆粒排出，落在空心的軋輥內(nèi)置的出料導(dǎo)向板上，而排出。最后產(chǎn)品約計(jì)1—6mm直徑的顆粒。
以上兩類(lèi)軋輥擠壓的成型機(jī)器都具有單位能耗大、設(shè)備磨損嚴(yán)重的缺點(diǎn)。
4、螺旋擠壓成型機(jī)
這種在歐美應(yīng)用得比較多的秸稈擠壓成型機(jī)，它也是在秸稈經(jīng)自然干燥、粉碎、混料等預(yù)處理后輸送進(jìn)入機(jī)器，和許多螺旋擠壓成型機(jī)器（如焊條壓涂機(jī)）原理一樣。在秸稈螺旋擠壓成型機(jī)中，為防止物料和進(jìn)行擠壓的螺旋軸一起旋轉(zhuǎn)，螺旋擠壓成型機(jī)的外管內(nèi)表面開(kāi)lOmm的槽．螺旋軸的螺旋片外徑可逐漸減小形成擠壓錐，也可螺旋軸徑逐漸加大形成擠壓錐，可見(jiàn)螺旋擠壓軸加工比較精細(xì)，要求比較高。螺旋擠壓成型機(jī)的外管常纏繞電熱絲，以便供加熱用。目前，這種機(jī)器仍然存在單位能耗過(guò)高，有的高達(dá)125kwh/t。更重要的是機(jī)器的螺旋軸磨損嚴(yán)重，壽命不高，通常只有60-80h，而且加工制造成本高。即使如此，這種機(jī)器仍是廣泛應(yīng)用的秸稈壓縮成型機(jī)。
5、液壓秸稈成型機(jī)
這種設(shè)備目前有多種申請(qǐng)專(zhuān)利的形式。以北京海淀區(qū)蘇州街技術(shù)促進(jìn)中小的專(zhuān)利為例：
其壓制秸稈類(lèi)生物質(zhì)產(chǎn)品呈蜂窩狀圓塊。其成套設(shè)備包括了破碎機(jī)（采用飛刀切碎）、混料機(jī)（具有使切碎的秸稈物料混合和‘熟化’過(guò)程）、壓制成型機(jī)和輸送裝置。
其主機(jī)，即液壓的壓制成型機(jī)有3個(gè)工位，在第1個(gè)工位，混合和‘熟化’的切碎的秸稈物料被從上往下充滿在該位的缸腔內(nèi)，然后轉(zhuǎn)到第2個(gè)工位，被液壓驅(qū)動(dòng)的活塞擠壓，活塞上有圓柱頭，以便在壓成的秸稈成型園塊上形成蜂窩狀孔，轉(zhuǎn)到第3個(gè)工位，呈蜂窩狀圓塊的秸稈類(lèi)生物質(zhì)產(chǎn)品被推出。據(jù)資料介紹：壓制成本50元/t；物料加工前不需烘干和加熱，綜合成本不大于250元/t，比煤炭?jī)r(jià)格低40%：生產(chǎn)率：生產(chǎn)線班產(chǎn)達(dá)4~5t；熱值：3500—4500kcaUkg (lcal=4.1868J即相當(dāng)于14653.8—18840.6kj/kg)；據(jù)說(shuō)在做經(jīng)濟(jì)分析時(shí)，統(tǒng)計(jì)用2塊該秸稈類(lèi)生物質(zhì)蜂窩狀壓塊，在生物質(zhì)燃爐（專(zhuān)門(mén)爐具）中，可燃50分鐘，夠做3kg米飯、4菜1湯。剩余產(chǎn)品是0.5kg炭。與之類(lèi)似還有雙頭液壓壓制成型機(jī)。
從以上介紹多種類(lèi)的秸稈類(lèi)生物質(zhì)壓縮成型設(shè)備看出，首先是設(shè)備不易出故障，目前液壓技術(shù)比較成熟，市場(chǎng)易于提供成套液壓件。而螺旋擠壓軸加工比較精細(xì)，要求比較高，必須有專(zhuān)門(mén)企業(yè)加工，而且它還易于磨損；而第1種類(lèi)型設(shè)備如果磨損了（如第1種在調(diào)試壓縮比過(guò)程中，發(fā)生出料口導(dǎo)管擠裂情況，在使用過(guò)程中，發(fā)生這種情況，就需到專(zhuān)門(mén)廠家配件），是相當(dāng)麻煩的；第2和3種類(lèi)型設(shè)備其軋輥磨損，亦須要專(zhuān)門(mén)廠家配修。其次要求低的單位消耗功率．這就決定了產(chǎn)品的成本，前列的幾種，在相當(dāng)?shù)募庸つ芰l件下，裝機(jī)功率都在35kw左右；液壓秸稈成型要低，因此才會(huì)有較低的綜合成本。第三，從前分析可知能否降低運(yùn)輸成本，是利用秸稈類(lèi)生物質(zhì)用作燃料或用來(lái)發(fā)電的關(guān)鍵之一，為此，通常使秸稈類(lèi)生物質(zhì)加工范圍不超過(guò)2～3km。這就要求成套設(shè)備能簡(jiǎn)單化，能裝載在一輛汽車(chē)拖掛車(chē)上，可以在一片地方進(jìn)行加工完后，隨時(shí)移動(dòng)到另一加工點(diǎn)。
秸稈類(lèi)生物質(zhì)利用通常要進(jìn)行壓縮固化，以便用作燃料，解決農(nóng)村、農(nóng)民家用，或供專(zhuān)門(mén)發(fā)電站用作燃料。這是一項(xiàng)綠色環(huán)保，開(kāi)發(fā)可再生能源的極具潛力的途徑。也不失為農(nóng)民兄弟一種就業(yè)途徑。所列秸稈類(lèi)生物質(zhì)固化方法都是可行的，但相比較液壓秸稈成型設(shè)備更有優(yōu)勢(shì)．這方面希望國(guó)家根據(jù)《國(guó)家可再生能源法》給予進(jìn)一步實(shí)踐支持，使7.15億t的秸稈類(lèi)生物質(zhì)真正充分利用起來(lái)。
