生物質固體成型燃料加工生產線及設備研制成功

經過多年的開發研究，中國生物質固體成型燃料技術已經取得了階段性成果，研發了螺旋擠壓式、活塞沖壓式、模輥碾壓式3種固體成型燃料生產設備，促進了生物質固體成型產業的發展，但總體來說發展比較緩慢，為此農業部規劃設計研究院提出了能夠適應多種生物質原料特性的固體成型燃料生產工藝路線，建立了生物質固體成型燃料生產線。

此研究報告刊登于《農業工程學報》2010年第9期，題為“生物質固體成型燃料加工生產線及設備研究”，第一作者為農業部規劃設計研究院姚宗路博士，通信作者為孟海波副研究員。

生物質固體成型燃料具有易運輸、易點火、燃燒效率高、灰分少等優點，燃料密度為1.0～1.4噸/立方米，體積較原料縮小6～8倍，便于運輸和裝卸；能源密度相當于中質煙煤，燃燒性能好，熱值高，火力持久，爐膛溫度高，燃燒特性明顯改善，灰分少，在燃燒過程中實現了“零排放”。既可作為農村居民的炊事和取暖燃料，也可作為城鎮區域供熱和工業鍋爐燃料，近年來越來越受到人們的廣泛關注。但總體來說發展比較緩慢，主要原因是中國幅員遼闊、各地氣候差異大，生物質原料種類繁多、特性復雜，這對成型燃料加工工藝及設備提出了較高的要求。同時，與國外技術相比還存在差距，仍有一些技術障礙亟待解決，突出表現在：一是與國外主要以木質原料為主不同，中國的生物質成型燃料主要以秸稈原料為主，因秸稈中砂石、硅化物等含量過高，對成型機的關鍵部件磨損嚴重；二是設備系統配合協調能力差，運行不穩定，生產率低。目前中國的生物質固體成型燃料生產多為生產率低的單機作業，生產線簡陋，匹配耦合能力差，缺乏與主機匹配的原料預處理、輸送及喂料等配套設備，導致運行不連續、故障率高等問題；三是固體成型燃料加工設備適應能力差，不同的設備對適用原料種類、粒度和含水率要求各不相同，影響了規模化推廣應用。

為此，農業部規劃設計研究院本文采用模輥擠壓成型原理，開發設計了生物質固體成型燃料加工設備，將農林業剩余物等生物質原料加工成固體成型燃料，以實現工業化連續穩定生產。加工工藝路線采用二次粉碎、連續喂料與調節喂料相結合的混配工藝，生產塊狀和顆粒兩種固體成型燃料。能夠適應玉米秸、麥秸、花生殼、棉稈、木屑等農林剩余物，并在北京建成首條規模化、工業化生物質固體成型燃料生產線。試驗檢測結果表明，采用生物質固體成型燃料生產線的每小時生產率比單機狀態下提高了17.3%，經濟效益提高13.3%，成型率達到98%，堆積密度和顆粒密度也明顯高于單機，達到了設計要求。實現了規模化、連續穩定生產，有利于中國生物質固體成型燃料產業化的發展

以上研究結果解決了我國秸稈類生物質固體成型燃料生產過程中的工藝和設備問題，提高了生產率，實現了規模化、連續穩定生產。其加工工藝與成套設備對我國秸稈等主要資源綜合利用具有廣闊的應用前景和推廣價值，主要經濟指標居國內領先水平，秸稈類成套設備達到國際同類產品先進水平。