摘要：隨著煤炭能源的減少和人類(lèi)對(duì)全球性環(huán)境問(wèn)題的關(guān)注，
生物質(zhì)型煤作為一種由秸稈轉(zhuǎn)化的可再生清潔能源，在未來(lái)的發(fā)展中充滿了廣闊的前景，針對(duì)煤炭能源日益減少的問(wèn)題，文中采用控制變量，正交試驗(yàn)的方法，利用秸稈、煤、粘結(jié)劑進(jìn)行不同的配比壓制成型，測(cè)量秸稈和煤的各項(xiàng)特性以及研制成型燃料的燃燒特性，研究出最佳的配比：秸稈質(zhì)量分?jǐn)?shù)在60%，煤的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在30%，粘結(jié)劑在10%，水與其它總質(zhì)量之比為1:2.發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)成型燃料有著較為豐富的資源，成型后密度增加，便于運(yùn)輸儲(chǔ)存的優(yōu)點(diǎn)，富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售的
秸稈顆粒機(jī)、
木屑顆粒機(jī)專(zhuān)業(yè)壓制生物質(zhì)型煤。
關(guān)鍵詞：能源，生物質(zhì)成型，燃燒特性，配比
0、引言
生物質(zhì)能是指生物質(zhì)中多蘊(yùn)含的化學(xué)能，是綠色植物經(jīng)光合作用將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化化學(xué)能后儲(chǔ)藏于自身的能量，是地球上唯一可再生的碳源，可以被加工轉(zhuǎn)化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料．隨著中國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，能源緊缺和環(huán)境污染的問(wèn)題日漸凸顯，發(fā)展清潔能源和尋求常規(guī)煤炭等能源的潔凈燃燒技術(shù)的需求日趨緊迫．每年農(nóng)作物收獲時(shí)，大面積焚燒秸稈造成環(huán)境的嚴(yán)重污染，也增加了社會(huì)對(duì)廢棄秸稈處理的關(guān)注，不斷推動(dòng)著秸稈資源轉(zhuǎn)化進(jìn)程。
能源是推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要?jiǎng)恿�，隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的加快，能源的消耗也增多．這就出現(xiàn)了兩個(gè)突出問(wèn)題：①環(huán)境污染日益嚴(yán)重；②化石燃料逐年緊缺，我國(guó)能源消耗以每年6%一7%的速度增長(zhǎng)，目前中國(guó)已成為世界能源消耗量排名第一的國(guó)家，能源消費(fèi)加快，人均能源占有量低，使我國(guó)節(jié)能減排形勢(shì)緊迫，任重道遠(yuǎn)，近年來(lái)由于能源形勢(shì)趨緊，國(guó)內(nèi)外發(fā)電、供熱等行業(yè)對(duì)資源豐富、可再生性強(qiáng)、污染低的生物質(zhì)資源的開(kāi)發(fā)利用給予了極大的關(guān)注，中國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，生物質(zhì)資源十分豐富，據(jù)2007年我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量測(cè)算，每年的秸稈資源總量約6.8億噸，除用于肥料、飼料、基可作為能源使用，農(nóng)業(yè)秸稈如能有效燃燒利用，其開(kāi)發(fā)潛力十分巨大，目前收獲、打捆、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏、干燥等環(huán)節(jié)的加工利用水平都比較低．人們雖然對(duì)某些環(huán)節(jié)進(jìn)行了研究，但沒(méi)有進(jìn)行大面積的推廣，尤其是在利用農(nóng)作物秸稈作為煤的替代燃料方面基本上還沒(méi)有十分成功的模式，造成每年數(shù)億噸的生物質(zhì)能源白白浪費(fèi)，同時(shí)造成了大氣的嚴(yán)重污染，社會(huì)的需求把科學(xué)研究推向了研究的前沿，秸稈成型燃料技術(shù)的研究就是為適應(yīng)這種需求而開(kāi)展的。
本文對(duì)秸稈制作成型燃料并對(duì)其燃燒性能進(jìn)行試驗(yàn)研究，可為燃燒秸稈燃料鍋爐的設(shè)計(jì)提供可參考的依據(jù)，可進(jìn)一步促進(jìn)推廣利用農(nóng)業(yè)秸稈能源、減少污染，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，然而適合小型經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的就更少，我們項(xiàng)目就要在此方面做大量試驗(yàn)研究，本項(xiàng)目結(jié)合東北當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)情況，以玉米秸稈為例進(jìn)行生物質(zhì)型煤研制及其特點(diǎn)分析．
1、灰分的測(cè)量與對(duì)比
放入在馬弗爐中l(wèi) g左右的燃料，同時(shí)觀察門(mén)留有15 cm的縫隙來(lái)提供燃料燃燒所需的空氣，此時(shí)開(kāi)始加熱，控制溫度使其在30 min加熱到500℃，并在500℃燃燒30 min，然后加熱到800℃，使其充分燃燒，殘留的物質(zhì)即為該燃料所含有的灰分．
由表1可知，秸稈中的灰分明顯少于煤中的灰分，并且燃燒后的灰分可以直接用于農(nóng)地中，提高土壤的肥沃程度。
2、揮發(fā)分的測(cè)量與對(duì)比
用帶蓋的坩堝裝好稱(chēng)量好的燃料，放入已經(jīng)加熱到900℃的馬弗爐中，恒溫加熱7 min，取出坩堝，放人干燥器中干燥，待溫度降到室溫，然后稱(chēng)量重量，減少的那部分為揮發(fā)分，以此計(jì)算出燃料中的揮發(fā)分。
由表2可知，秸稈中的揮發(fā)分明顯多于煤中的揮發(fā)分，秸稈成型燃料的點(diǎn)火特性更趨于原秸稈點(diǎn)火特性而優(yōu)于煤炭。
3、元素分析
秸稈和煤的元素分析，煤的含硫量和含氮量高，燃燒后生成的氮的氧化物和硫的氧化物都會(huì)對(duì)社會(huì)環(huán)境造成污染，影響人的身體健康。
4、秸稈成型燃料多組影響因素一
水分、含煤量、粘結(jié)劑的實(shí)驗(yàn)安排
為了考察水分、含煤量、粘結(jié)劑3個(gè)因素對(duì)秸稈成型燃料的燃燒特性，進(jìn)行三因素、四水平的正交試驗(yàn)，選用L16( 43)正交表來(lái)安排實(shí)驗(yàn)。
5、部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)成型燃料成型前后的重量對(duì)比如表5所示：
由表5顯示成型燃料干燥前后，質(zhì)量相差較大，而在壓制過(guò)程中，有明顯水分流出，由于此次實(shí)驗(yàn)的壓制成型機(jī)器壓力太小，雖然強(qiáng)度滿足要求，但其中水分還殘留很多．如果推廣到工業(yè)生產(chǎn)中，換用壓力較大的機(jī)器，這個(gè)問(wèn)題將迎刃而解．
6、燃料著火、燃燒、燃燼
成型燃料燃燒特性如表6所示，在忽略其他影響因素，水的含量影響著秸稈成型燃料的密度，從而影響燃料的著火溫度；煤的含量影響著秸稈成型燃料的燃燒時(shí)間，同時(shí)影響秸稈成型燃料的強(qiáng)度；粘結(jié)劑主要影響秸稈成型強(qiáng)度。
秸稈成型燃料致密的結(jié)構(gòu)抑制成型燃料燃燒時(shí)揮發(fā)分向外析出速度和空氣向內(nèi)擴(kuò)散的速度，同時(shí)還會(huì)降低熱量由外向內(nèi)的傳播速度，秸稈成型燃料的點(diǎn)火所需要能量比散狀生物質(zhì)秸稈明顯下降．生物質(zhì)成型燃料的點(diǎn)火溫度在210℃左右．
7、結(jié) 論
該項(xiàng)目利用秸稈、煤、粘結(jié)劑進(jìn)行不同的配比壓制成型，其特點(diǎn)是①便于運(yùn)輸和管理；②可以出售，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)利益；③儲(chǔ)藏占地面積小；④設(shè)備簡(jiǎn)單．本文運(yùn)用控制變量，正交試驗(yàn)的方法以及測(cè)量秸稈和煤的各項(xiàng)特性，研究出最佳的配比，為生物質(zhì)成型方面研究提供參考。
這次通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)以及測(cè)量出的數(shù)據(jù)，整理可知：
1)秸稈含量在60%，煤的含量在30%，粘結(jié)劑在10%，水與其它總質(zhì)量之比為1:2時(shí)，效果最好．主要依據(jù)壓制成型的燃燒效果，發(fā)熱值綜合考慮；
2)秸稈中的灰分少于煤中的灰分，成型后的燃料更易于堆放與處理；
3)秸稈中的揮發(fā)分多于煤中得揮發(fā)分，更利于燃料的燃燒；
4)秸稈中的含硫量和含氮量低，燃燒后生成的氮的氧化物和硫的氧化物都少，會(huì)對(duì)社會(huì)環(huán)境造成污染�。�
該項(xiàng)目對(duì)秸稈成型機(jī)理以及燃燒機(jī)理進(jìn)行研究，找出燃燒性能較佳的秸稈成型燃料的原料配比及壓力密度等參數(shù)，以達(dá)到較好的燃燒效果．促進(jìn)農(nóng)業(yè)秸稈燃燒高效利用，達(dá)到“節(jié)能減排，低碳能源”的目的，對(duì)秸稈燃料的推廣利用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
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