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     隨著改革開放的深入，社會的不斷發(fā)展進(jìn)步，人民尤其是農(nóng)村居民生活水平的提高，他們對生活質(zhì)量也提出了更高的要求．農(nóng)村大量燃用液化氣、煤炭等優(yōu)質(zhì)能源用作燃料，使得木材、竹材的屑末下腳料，農(nóng)作物秸稈，各種糠渣、谷殼的剩余量越來越大．由于這些廢棄生物質(zhì)體積密度小，占用空間大，銷毀處理不易，又污染環(huán)境，甚至有些人直接就地荒燒，既占用耕地、浪費(fèi)資源又破壞生態(tài)環(huán)境．生物質(zhì)成型技術(shù)的出現(xiàn)為高效再利用農(nóng)林廢棄物、農(nóng)作物秸稈等提供了一條很好的途徑．
1、生物質(zhì)成型技術(shù)
1.1生物質(zhì)成型技術(shù)研究進(jìn)展
    生物質(zhì)能的研究與開發(fā)已成為全球熱門課題之一，受到世界各國政府與科研人員的普遍關(guān)注，生物質(zhì)成型技術(shù)早在20世紀(jì)40年代就曾一度引起人們極大的興趣，進(jìn)入20世紀(jì)70年代以來，隨著全球性石油危機(jī)的沖擊和環(huán)保意識的提高，世界各國越來越認(rèn)識到開發(fā)和高效轉(zhuǎn)換生物質(zhì)能的重要性，相應(yīng)地投入一定的資金和技術(shù)力量研究開發(fā)生物質(zhì)成型和炭化技術(shù)及設(shè)備，從20世紀(jì)30年代開始，日本就研究應(yīng)用機(jī)械驅(qū)動活塞式成型技術(shù)處理木材廢棄物，1954年研制成功棒狀燃料成型機(jī)，1983年又從美國引進(jìn)顆粒成型燃料生產(chǎn)技術(shù)，1987已有十幾個顆粒成型燃料工廠投入運(yùn)行，年生產(chǎn)生物質(zhì)顆粒成型燃料十幾萬t．美國為了緩解常規(guī)能源緊張以及環(huán)境污染的壓力，在25個州興建了日產(chǎn)量為250～300 t的樹皮成型燃料加工廠，西歐國家也非常重視生物質(zhì)可再生能源的開發(fā)利用，從20世紀(jì)70年代開始就研制生產(chǎn)了沖壓式成型機(jī)、顆粒成型機(jī)等，意大利、丹麥、法國、德國、瑞典、瑞士等國相繼建成生物質(zhì)顆粒燃料成型生產(chǎn)廠家30個，機(jī)械驅(qū)動活塞式成型燃料生產(chǎn)廠家40多個；泰國、印度、越南、菲律賓等國在20世紀(jì)80年代也建成了不少生物質(zhì)固化、碳化專業(yè)生產(chǎn)廠，這些國家生物質(zhì)成型燃料技術(shù)已經(jīng)成熟，并形成了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模，
    從20世紀(jì)80年代引進(jìn)螺旋推進(jìn)式秸稈成型機(jī)，中國生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)的研究開發(fā)已有二十多年的歷史，南京林業(yè)化工研究所在“七五”期間設(shè)立了對生物質(zhì)壓縮成型機(jī)及生物質(zhì)成型理論研究課題，湖南省衡陽市糧食機(jī)械廠為處理大量糧食加工谷殼，于1985年根據(jù)國外樣機(jī)試制了第一臺ZT - 63型生物質(zhì)壓縮成型機(jī)，江蘇省連云港市東海糧食機(jī)械廠于1986年引進(jìn)了一臺OBM - 88棒狀燃料成型機(jī)．1998年初，東南大學(xué)，江蘇省科技情報所和國營9305廠研制出了“MD - 15”型固體燃料成型機(jī)．1990年以后，陜西武功輕工機(jī)械廠，河南鞏義包裝設(shè)備廠，湖南農(nóng)村能源辦公室以及河北正定縣常宏木炭公司等單位先后研制和生產(chǎn)了幾種不同規(guī)格的生物質(zhì)成型機(jī)和碳化機(jī)組．20世紀(jì)90年代期間河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，中國農(nóng)機(jī)能源動力研究所分別研究出PB -1型機(jī)械沖壓式成型機(jī)、HPB - I型液壓驅(qū)動活塞式成型機(jī)、型機(jī)械沖壓式成型機(jī)，富通新能源生產(chǎn)銷售顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)等生物質(zhì)燃料成型機(jī)械設(shè)備設(shè)備，同時我們也大量銷售楊木木屑和玉米秸稈顆粒燃料。
1.2生物質(zhì)成型技術(shù)概述
    生物質(zhì)（秸稈）成型技術(shù)(Biomass Briquetting Technology)是指在一定溫度與壓力作用下，將各類原來分散的、沒有一定形狀的生物質(zhì)廢棄物壓制成具有一定形狀的、密度較大的各種成型燃料的高新技術(shù)，生物質(zhì)成型燃料主要用于熱水鍋爐、壁爐、窯爐、烤煙房、農(nóng)村炊事等．生產(chǎn)生物質(zhì)成型燃料的工藝流程如下：秸稈收集→干燥→粉碎→成型→喊品→燃燒→供熱，生產(chǎn)生物質(zhì)成型燃料采用的原料主要是秸稈類生物質(zhì)（玉米秸稈、稻草、木屑、樹權(quán)、豆秸、棉稈、煙稈等）．用于生物質(zhì)成型的設(shè)備主要有螺旋擠壓式成型機(jī)、機(jī)械活塞沖壓式成型機(jī)、環(huán)模輥壓式和液壓活塞沖壓式成型機(jī)等幾種主要類型．從其主要技術(shù)指標(biāo)來看，環(huán)模輥壓式具有最高的生產(chǎn)率，而且產(chǎn)品成本低，但是技術(shù)要求較高，在中國還不成熟；技術(shù)比較成熟的是機(jī)械活塞成型與液壓活塞成型，比較而言前者生產(chǎn)率高、主要工作部件壽命低；而后者主要工作部件壽命可長于前者2倍，但最高生產(chǎn)能力低于前者的1/2；總體產(chǎn)品成本液壓活塞成型較低，這幾種類型都基本具備商業(yè)推廣價值，
    農(nóng)林廢棄物經(jīng)壓縮后的成型燃料其密度可達(dá)0. 8～1.4 g cm-，便于貯存和運(yùn)輸，而且其熱性能優(yōu)于木材，熱值為14～17MJ kg-1，相當(dāng)于中質(zhì)煙煤，可直接燃燒，同時具有黑煙少，火力旺、燃燒充分，不飛灰．干凈衛(wèi)生等優(yōu)點(diǎn)，NOx，SOx極微量排放，成型后的燃料還可深加工制成機(jī)制木炭，與傳統(tǒng)木炭相比具有形狀規(guī)則、強(qiáng)度高、孔隙多、易燃耐燒、無污染等優(yōu)點(diǎn)．
2、制約中國生物質(zhì)成型技術(shù)產(chǎn)業(yè)化因素分析
    中國20世紀(jì)80年代引進(jìn)國外技術(shù)開始研究開發(fā)生物質(zhì)成型技術(shù)，目前已初具規(guī)模，經(jīng)過不斷的研究與開發(fā)，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)或科研單位已有幾十家，在中國要形成新的產(chǎn)業(yè)只是早晚的問題，但是要真正實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，還有一些突出的制約因素和技術(shù)障礙亟待解決．
2.1設(shè)備機(jī)組可靠性能較差
    設(shè)備的可靠性屬于最主要的制約因素，共同存在于技術(shù)與設(shè)備中，一是主要工作部件的工作壽命短，二是設(shè)備系統(tǒng)配合協(xié)調(diào)能力差，運(yùn)行不穩(wěn)定，技術(shù)比較成熟的螺桿擠壓式成型機(jī)，由于螺桿一直處于高溫高壓下工作，其磨損壽命不足100h．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，壽命已達(dá)到500 h，但其成本較高，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，既是從國外進(jìn)口的此類成型機(jī)組，也存在同樣的問題，液壓活塞沖壓式生物質(zhì)成型機(jī)國內(nèi)外也很多，并取得了技術(shù)突破，使得主要工作部件壽命可達(dá)1800h，但是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)分析，比能耗、比投資及產(chǎn)品成本都高于其他類型的成型機(jī)，而且運(yùn)行不太穩(wěn)定，連續(xù)工作能力差，目前的國內(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，仍需要投入大量資金與技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計、完善更新．
2.2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)外眾多研究機(jī)構(gòu)各自為是，相互獨(dú)立，還沒有形成統(tǒng)一的理論體系，成型機(jī)械（系統(tǒng)）千差萬別，適用范圍頗受局限，一是不同的成型機(jī)對原料的粒度和含水率要求不盡相同：從6%～35%不等，超出正常范圍就會導(dǎo)致不能成型或能耗增大，從而導(dǎo)致因各地原料不同而配備各種專門設(shè)計的成型設(shè)備，二是不同的成型設(shè)備適用的原料要求嚴(yán)格：為鋸末、木屑設(shè)計的成型設(shè)備不能處理生物質(zhì)秸稈等；能處理秸稈的成型設(shè)備對稻殼無能為力；處理稻殼的成型設(shè)備卻奈何不得棉花稈等等，
    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；不同類型的成型設(shè)備由于受設(shè)計限制很難適應(yīng)多種的原料，也就不易形成統(tǒng)一的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，現(xiàn)有國內(nèi)技術(shù)的成型設(shè)備中螺旋擠壓成型設(shè)備以處理鋸末木屑為主，要求原料含水率為6%～12%；活塞沖壓成型機(jī)適用原料較廣（生物質(zhì)秸稈、鋸末木屑、紙屑、有機(jī)物廢渣等），對單純的稻殼處理有一定難度，對含水率要求8%～18%；常溫輥壓成型設(shè)備常以谷草類生物質(zhì)為原料，要求含水率在8%～35%左右既可成型，但能耗較大．
2.3配套設(shè)備不足，技術(shù)后續(xù)乏力
    目前國內(nèi)沒有形成配套的生產(chǎn)線，而且烘干設(shè)備、粉碎設(shè)備等沒有統(tǒng)一的規(guī)格與標(biāo)準(zhǔn)，多數(shù)是根據(jù)需要自行設(shè)計、加工，只為短期運(yùn)行，沒有長遠(yuǎn)打算，成型燃料的包裝自動化程度低，規(guī)模��；生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備尚處于研究開發(fā)階段，產(chǎn)品規(guī)格單一，應(yīng)用范圍有局限性，還不具備商業(yè)競爭力，多數(shù)企業(yè)定量生產(chǎn)小規(guī)模經(jīng)營，很難長期支撐，科研單位無生產(chǎn)制造能力，委托加工單位生產(chǎn)，由于模其造價高，又無能力批量生產(chǎn)，造成設(shè)備制造成本居高不下；還有些是小企業(yè)與科研單位邊試驗邊生產(chǎn)改進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益、社會效益短期內(nèi)不明顯，科研經(jīng)費(fèi)明顯不足，導(dǎo)致科研單位的試驗工作進(jìn)展緩慢，甚至半途而廢，以至于科研人員流失，研發(fā)人員日漸減少或轉(zhuǎn)行．
2.4設(shè)備連續(xù)運(yùn)行能力低
    由于原料的供應(yīng)受季節(jié)、成本、運(yùn)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(fèi)，設(shè)備自然損耗嚴(yán)重，增大了設(shè)備回收年限‘9]．若要滿足設(shè)備連續(xù)生產(chǎn)，一要擴(kuò)大運(yùn)輸半徑，二要增大儲備倉庫，這2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的減少額外的投資，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(yùn)行不穩(wěn)定，故障率較高，維修頻繁，影響連續(xù)生產(chǎn)，
    生物質(zhì)成型技術(shù)在中國還沒有產(chǎn)業(yè)化的經(jīng)驗，仍然缺少生產(chǎn)實用的技術(shù)數(shù)據(jù)，距離商品化推廣實用還有相當(dāng)長的路要走，為了探索一條適合中國國情的生物質(zhì)成型技術(shù)產(chǎn)業(yè)化路子，讓成型設(shè)備及成型燃料商品化，就必須針對影響生物質(zhì)成型技術(shù)的諸因素，盡快找到解決問題的途徑．
3、解決問題的對策
3.1加緊科研攻關(guān)，積極改進(jìn)設(shè)備
    對于技術(shù)上已經(jīng)成熟的設(shè)備要積極推廣，商業(yè)示范運(yùn)行；對于技術(shù)或工藝還有欠缺的要集中力量科研攻關(guān)，讓產(chǎn)品早日投放市場，適應(yīng)市場競爭，不斷完善生產(chǎn)工藝，目前比較成熟的生物質(zhì)成犁技術(shù)有螺旋擠壓成型、環(huán)模壓輥擠壓成型、液壓活塞成型技術(shù)等，不同地區(qū)的林業(yè)廢棄物、農(nóng)作物秸稈不盡相同，也應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況選擇不同的生物質(zhì)成型技術(shù)，在農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)尤其是大型農(nóng)場，由于農(nóng)作物秸稈非常豐富，可以大力推廣液壓生物質(zhì)成型設(shè)備；在林區(qū)或農(nóng)場為了便于處理木屑及枯枝、木片，宜以螺旋擠壓成型系統(tǒng)為主；草原牧區(qū)則最好發(fā)展?jié)駢撼尚图夹g(shù)，將牧草制成生物成型磚，即可用作備用燃料，又可以作為儲存飼料，遼寧省能源研究所、陜西省武功縣輕工機(jī)械廠等研制的螺旋擠壓成型機(jī)的螺桿磨損壽命已大幅度提高；清華大學(xué)等研制生產(chǎn)的環(huán)模壓輥擠壓成型機(jī)生產(chǎn)能力可以調(diào)節(jié)從0.1～3th-1;河南農(nóng)業(yè)大學(xué)等研制生產(chǎn)的液壓活塞成型設(shè)備（第三代）已在大型農(nóng)場示范運(yùn)行，工作性能穩(wěn)定，連續(xù)作業(yè)能力強(qiáng)，尤其適應(yīng)能力好，對于生物質(zhì)秸稈類、農(nóng)林廢棄物、紙屑、廢渣均能很好的運(yùn)行處理．
3.2制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)先進(jìn)產(chǎn)品
    目前國內(nèi)幾十家生物質(zhì)成型技術(shù)科研單位與生產(chǎn)企業(yè)所進(jìn)行的研究相互獨(dú)立，缺少合作，既浪費(fèi)人力物力，又限制了這一產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，產(chǎn)品制造質(zhì)量、工藝水平參差不齊，所有同類科研單位與生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該聯(lián)合起來，取長補(bǔ)短，抓住機(jī)遇，共謀發(fā)展，為使生物質(zhì)成型技術(shù)早日產(chǎn)業(yè)化，造福社會而共同努力，可以借鑒發(fā)達(dá)國家成立協(xié)會，定期舉辦年會，互相交流信息，主管部門積極制定成型設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，嚴(yán)格管理，淘汰落后產(chǎn)品，開發(fā)推廣先進(jìn)技術(shù)，還要鼓勵企業(yè)打破部門、地區(qū)界限，實行橫向聯(lián)合，對技術(shù)上基本成熟的產(chǎn)品組織專業(yè)化生產(chǎn)．
3.3政策傾斜，吸引投資
    生物質(zhì)成型技術(shù)目前還處于發(fā)展的初期，尚屬于新生事物，產(chǎn)業(yè)規(guī)模小，獲益能力低，還不具備參與市場競爭的能力，因此，必須得到國家和各級政府宏觀調(diào)控政策的保護(hù)，要從全局的長遠(yuǎn)利益出發(fā)，增加對生物質(zhì)成型的科研、技術(shù)產(chǎn)品的研制和開發(fā)的財政資助和投資力度，加速產(chǎn)品工藝技術(shù)的突破和系統(tǒng)開發(fā)的過程，加大產(chǎn)業(yè)化建設(shè)和服務(wù)體系的信貸規(guī)模，提供長期的低息貸款，提高資金使用效果，制訂減免稅收、價格補(bǔ)貼和獎勵政策，加速生物質(zhì)成型和碳化產(chǎn)品進(jìn)入市場，提高競爭力，最終依靠自身的發(fā)展?jié)摿�，確立并占有應(yīng)有的市場份額，其次，加強(qiáng)生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換的科研攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化建設(shè)，另外，廣泛吸引資金，除了靠國家的優(yōu)惠政策外，還可以考慮采取合資、入股等形式解決資金不足問題，甚至利用國際資金，吸引風(fēng)險投資等，針對制約生物質(zhì)成型技術(shù)發(fā)展的障礙因素和技術(shù)難題，集中資金，加大力量進(jìn)行科研攻關(guān)，加強(qiáng)科研示范和產(chǎn)業(yè)化的銜接，促進(jìn)科研成果迅速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力．
4、生物質(zhì)成型技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的可行性
4.1生物質(zhì)能資源充足
    目前世界生物質(zhì)能源利用已占基本能源消耗的15%以上，在發(fā)展中國家的生物質(zhì)能利用卻超過總能源消耗的38%，而在農(nóng)村基本用能更是有超過90%是由生物質(zhì)能源提供的．1996年中國薪柴、秸稈的消費(fèi)量已達(dá)2.2億t標(biāo)準(zhǔn)煤，約占全國能源消贊量的l4%，占農(nóng)村地區(qū)能源消費(fèi)量的34%，占農(nóng)村生活用能的59%．中國生物質(zhì)能資源相當(dāng)豐富，僅農(nóng)作物秸稈中國每年就有6億t實物量，用于燃料的占25%～30%，折合0. 75億t標(biāo)準(zhǔn)煤，而各類農(nóng)業(yè)廢棄物的資源量每年約有3.08億t標(biāo)準(zhǔn)煤，薪柴資源量為1.3億t標(biāo)準(zhǔn)煤，加上糞便、城市垃圾等，資源總量估計可達(dá)6.5億t標(biāo)準(zhǔn)煤以上，這些充足的生物質(zhì)資源為成型燃料提供了可靠的生產(chǎn)原料，生產(chǎn)原料的可再生性使得“綠色”成型燃料取之不盡，用之不竭．
4.2技術(shù)上的可行性
    生物質(zhì)成型技術(shù)經(jīng)過世界各國半個多世紀(jì)的發(fā)展，在中國又經(jīng)歷了20多年的改進(jìn)與完善，技術(shù)日趨成熟，該技術(shù)能將低品位能源轉(zhuǎn)換為高品位能源，提供給用戶使用，并在一定程度上提高能源利用效率，從而滿足了商業(yè)化的條件，各種成型設(shè)備可以實行自動化或半自動化生產(chǎn)，不會產(chǎn)生有害氣體或污染物，從生產(chǎn)到運(yùn)輸?shù)染�具有較高的可靠性與安全性，而且多種類型成型設(shè)備的使用壽命可以滿足生產(chǎn)要求，隨著技術(shù)的完善，以及機(jī)械材料的不斷更新，成型設(shè)備的主要工作部件使用壽命將會越來越長，設(shè)備生產(chǎn)及穩(wěn)定性能也會越來越可靠，另外，成型技術(shù)處理生物質(zhì)能力大，可以顯著改善農(nóng)村生活環(huán)境，減少荒燒秸稈，保護(hù)大氣環(huán)境，解放土地資源，并能給農(nóng)民增收節(jié)支，所以大受農(nóng)民歡迎．
4.3經(jīng)濟(jì)上的可行性
    成型燃料完全可以代替煤用于鍋爐，其價格在中國中部價格基本與煤相當(dāng)，在中國東部、南部地區(qū)大大低于煤，本項目的經(jīng)濟(jì)效益主要來自秸稈成型前后每噸秸稈獲得的凈收入部分，以HPB系列成型機(jī)為例，設(shè)備價格12萬元，生產(chǎn)成型燃料的成本包括能耗費(fèi)60～70kWht-l，以及原料費(fèi)和人工費(fèi)等，秸稈成型燃料市場價可按當(dāng)?shù)孛簝r70%估算；折算后，鄭州地區(qū)每噸秸稈成型燃料塊的加工成本不超過160元，而鄭州市場煤價超過300元t-1，隨著能源緊張以及環(huán)境問題日趨嚴(yán)重，煤價還會上漲；若每套秸稈成型燃料生產(chǎn)線每年加工900 t成型燃料(300d)，可獲純利潤4～5萬元，同時，一套設(shè)備可安排4～6個工作崗位，每年處理160～200hm2地生產(chǎn)的秸稈，另外，隨著城鎮(zhèn)小型燃煤鍋爐的取締，生物質(zhì)成型燃料將成為中國農(nóng)村、小城鎮(zhèn)的高品位支柱能源，因此加快了生物質(zhì)成型燃料技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，