浙江省農作物秸稈綜合利用主推技術秸稈固化成型燃料化利用技術

浙江省農業生態與能源辦公室 （310012） 邵建均 葛佳穎 裘一冰

農作物秸稈是農業生產中數量最大的副產品，是一種大量的永續性的寶貴資源。我國是農業大國，玉米、小麥、棉花、水稻等各種農作物秸稈資源十分豐富，每年農作物秸稈總量約7億噸，但秸稈在作為飼料、肥料、燃料及工業原材料等綜合利用方面僅占33%左右，大量秸稈被直接焚燒或丟棄在田間地頭，造成極大的資源浪費與環境污染。合理利用農作物秸稈對促進農民增收、環境保護、資源節約等都具有重要意義。現將秸稈固化成型燃料化利用的技術要點介紹如下。

1．技術概述

（1）技術原理 秸稈主要由纖維素、半纖維素和木質素組成。該技術就是利用秸稈中的木質素充當黏合劑將松散的秸稈等農林剩余物擠壓成顆粒、塊狀或棒狀等成型燃料，具有高效、潔凈、點火容易、二氧化碳零排放、便于貯運、易于實現產業化和規模應用等優點。

（2）技術流程 農林廢棄物的固化成型技術按生產工藝分為黏結成型、壓縮顆粒燃料和熱固體成型工藝。固化成型燃料化利用環節包括：秸稈捆扎或打包—秸稈收貯運—秸稈粉碎、烘干—固化成型燃料生產—成型燃料利用。其工藝流程可用下圖表示。 成型燃料

（3）技術要點 ①含水率控制。秸稈的含水率在20%～40%，通過自然晾曬或烘干進行干燥，生物質顆粒加工用秸稈含水率控制在15%～20%左右，棒狀成型燃料加工用秸稈含水率需降低至8%～10%，塊狀成型燃料加工用秸稈含水率需控制在10%～15%左右。如果原料太干，壓縮過程中顆粒表面的炭化和龜裂有可能會引起自燃；而水分過高時，加熱過程中產生的水蒸氣就不能順利排出，會增加體積，降低機械強度。②粉碎。木屑及稻殼等原料的粒度較小，經篩選后可直接使用。而秸稈類原料則需通過粉碎機進行粉碎處理，通常使用錘片式粉碎機，粉碎的粒度由成型燃料的尺寸和成型工藝所決定。③成型。生物質通過固化成型，一般不使用添加劑，此時木質素充當了黏合劑。

2．燃料特點和應用

（1）燃料特點 ①具有較高的揮發分含量。農作物秸稈中的揮發分一般在76%～86%，其存儲了超過三分之二的熱量，且一般在200～300℃時開始析出。②灰分含量高。由于秸稈類生物質中的灰分含量通常較高，因此顆粒燃料的灰分沉積速度大大超過煤的燃燒，有的甚至超出煤炭大約一個數量級，積灰中通常含有大量的氯化物。③結渣現象嚴重。在秸稈生長過程中，會吸收一定量的堿金屬元素，其以鹽或氧化物的形式存在于生物質機體內。當成型燃料燃燒達到的溫度遠遠高于灰熔點溫度時，爐底的秸稈灰在800～900℃時就開始軟化，溫度過高時灰分會全部或者部分發生熔化，導致結渣率較高。

（2）應用范圍 秸稈固化成型燃料既可作為炊事用能，也可作為農產品加工業、設施農業（溫室、大棚增溫）等供熱燃料，目前主要作為工業鍋爐替代煤的燃料使用。該技術適用于糧食主產區或農產品加工廠附近，即農作物秸稈或農產品加工廢棄物資源量大的區域。

3．應用案例

浙江圣普新能源科技有限公司于2011年5月，在浙江省平湖市當湖街道虹霓工業園區投資建設了“生物質成型燃料集中供熱項目”，替代工業園區內分散的自備燃煤小鍋爐。項目總投資740萬元，投入生物質鍋爐20噸和10噸各一臺，配備了除塵、上料系統、引風系統、灰渣系統、熱網系統和蒸汽管網等配套設施。2016年供熱量4．2萬噸、年消耗生物質成型燃料1．42萬噸，節約標煤6 300噸，減排二氧化碳14 800噸、二氧化硫77噸、氮氧化物235噸。