秸秆压块成型燃料产业化生产的可行性研究--15.doc

秸秆压块成型燃料产业化生产的可行性研究 摘要：通过对秸秆压块成型的主要技术、工艺设备、经济效益和社会效益的分析，确定了秸秆压块成型燃料在国内进行产业化生产是可行的。秸秆压块成型燃料生产中的核心技术HPB-Ⅲ型液压式生物质成型机在工作原理的创新方面及配套技术和技术路线，显示了秸秆压块成型燃料的生产在技术上是可行的；每套秸秆压块成型燃料生产线具有显著的经济效益，不仅能节约大量的化石能源，又为2t以下的燃煤锅炉提供了燃料，有广阔的应用情景；秸秆燃料块燃烧后烟气中CO、CO2、SO2、NOx等成分的排放均低于目前燃煤锅炉规定的排放标准，达到了国家的环保要求，生态环保效益明显。因此秸秆压块成型燃料的生产的在国内广大农村、城镇实行产业化是可行的。 关键词：秸秆；压块成型；燃烧；产业化；可行性 中国作为一个迅速崛起的发展中农业大国，在保护环境的前提下，要实现国民经济的持续增长，必须改变传统的能源利用和能源生产方式，开发利用生物质资源，生产清洁能源是一项必然的选择。作为人类传统燃料的农作物秸秆，是来源于太阳能的一种可再生能源，具有资源丰富含碳量低的特点，加之在其生长过程中吸收大气中的CO2而成为碳元素的汇（Sink）而被称为清洁能源[1]。近年来随着农业生产经济水平的不断提高，农村生活用能中高品位的商品能源的比例增加，秸秆所占的比重正逐步下降。燃烧秸秆成为被替代的对象，田间地头或田间焚烧的秸秆量逐年增加，这种污染在收获季节集中排放，使得短时间内大气质量严重恶化，成为一个严重的社会问题[2]。本科题主要研究了废弃的农作物秸秆转化为高品位的能源，替代部分煤炭、石油等化石燃料，来提高农民的收入，缓解农村能源紧张的局面，从而实现农村能源的可持续发展。 1 主要技术分析 1.1 技术路线 秸秆生物质收集后先由太阳能预烘干系统进行脱水，通过输送带进入秸秆粉碎机，粉碎后的秸秆由气力输送装置送入原料仓，再由输送带送入液压式秸秆生物质压块燃料成型机，成型后的秸秆棒块即为燃料产品。 1.2核心技术 1.1.1 核心技术 研究课题的核心技术是秸秆生物质压块成型技术。在克服螺旋式生物质成型机存在的耗能高、主要易损件使用寿命低的问题的基础上经过反复研究、试验和改进，生产出了HPB―Ⅲ秸秆液压驱动式秸秆成型机。 1.1.2 液压成型机的工作原理 该机的突出特点是增加了2级预压喂入机构，液压泵站输出液力，通过电液阀控制，使双出杆油缸带动左右冲杆作往复运动。喂料斗中的生物质原料首先经过垂直搅龙和水平液压油缸两次预压后，由双出杆油缸上的冲杆推进成型套筒内，在合适的成型温度下，套筒中的秸秆生物质在外力的作用下使生物质颗粒重新排列位置关系，并发生机械变形和塑性变形。在垂直于最大应力的方向上，粒子主要以相互靠近结合的形式结合[3]。随外力的增大，生物质体积大幅度减小，容积密度显著增大，生物质内部胶合外部焦化，并具有一定的形状和强度。冲杆不断推挤，秸秆生物质从两端成型套筒中交替挤出，成为棒状产品。 1.1.3成型技术的创新性 （1）国内生物质成型技术应用较早，但很少用于成型秸秆，且能耗高和易损件寿命短，我们从94年开始研究至今，在国内首次采用液压驱动成型秸秆,解决了这个问题； （2）成型过程采用了双出杆油缸、双向挤压成型、2级预压，提高了液压系统的效率和生产率； （3）解决了成型过程中原料的含水率问题，过高，易放炮；过低，烘干能耗高。螺旋式成型一般要求原料的含水率小于13%，必须烘干。我们采用活塞套筒往复机构，原料的含水率在18%左右，也能正常成型，原料不需要烘干，不仅减少了原料烘干的能耗，放炮现象也减少了； （4）变量泵和行程开关的应用、液压系统的优化设计、散热系统的设计不仅降低了液压系统工作的油温，而且使液压成型机的能耗也大大降低； （5）HPB―Ⅲ液压秸秆生物质成型机采用了输送带自动上料，不仅节约了人力成本，也改善了工作条件； （6）显著提高了磨损件的使用寿命，活塞冲杆与原料之间没有相对运动，减少了冲杆与成型套筒之间的磨损。活塞冲杆往复的运动速度较低，冲杆与套筒之间几乎没有生物质微粒进入，从而避免了磨损； （7）首次将成型棒块燃料替代煤用于锅炉供热，并对其燃烧效果进行了试验测试，试验设计了生物质燃烧炉及供热系统，燃烧和供热效果良好； （8）运行稳定，生产率可达400kg/h,能耗降为60kWh/t左右，产品价格已低于现行煤价，具备大面积推广的条件，可以进行产业化生产。 1.3 配套技术 秸秆压块成型燃料块燃烧技术、秸秆粉碎技术和太阳能烘干技术等。 2 经济效益分析和风险评估 2.1 经济效益和社会效益分析 2.1.1 秸秆压块成型燃料生产线的经济效益分析 秸秆压块成型燃料生产线建成后，每条