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秸秆类生物质固化成型设备动力参数分析与选型 木屑颗粒机|秸秆颗粒机|秸秆压块机|木屑制粒机|生物质颗粒机|30码期期必中 / 13-11-02

前言
    自温室气体导致全球性变暖,引起一系列气候异常。虽然关于这个命题存在激烈争论,但节能降耗、低碳减排、绿色环保等已经成为共识。开发太阳能、风能,水能、潮汐能等可再生能源成为能源开发的热点,其中当然包括生物质再生能源。目前我国作为一农业大国,收获农作物(粮食、棉花和油料等)之后,有大量秸秆类废弃物,实际上是丰富的生物质资源,有资料介绍我国每年生产秸秆类生物质废弃物7.15亿t。这些生物质资源除少部分用作工业原料和饲料外,大部分用作能源消耗,虽然如此,但利用极不合理,大部分采用直接燃烧,剩余部分多采用烧荒,前者热利用率低,后者则是一种能源无谓消耗,并且这两种秸秆的燃烧都严重污染环境,在机场附近地区的烧荒,常影响到飞机的起降,影响到机场的正常工作,甚致酿成事故。将这些秸秆类废弃物和类似的生物质资源变废为宝,转变为优质燃料,不仅绿色环保,节能减排,而且可促进农业可持续发展。将秸秆类废弃物转变为优质燃料目前采用多种方法:(D气化法,包括沼气方法,是将这些秸秆类生物质,还包括生活垃圾、人畜粪便、污水在特定环境下,经细菌、发酵之后生成可燃气;在特种生成炉内,在高温、厌氧(有时还有高压)条件下,秸秆类生物质发生裂解,干熘生成c0、H2等为主的燃气和焦油。②液化法,利用水解技术和随后发酵技术,在催化剂作用下,生成生物酒精。这种生物酒精可以代替石油;生物质在一定环境如高温高压(250—325C;5~20MPa)和催化剂存在条件下,生物质裂解生成液态燃油。③压缩固化法,生物质比重小、体积大,如棉秆等自然堆积密度200~250kg/m3;稻壳90kg/m3;秸秆30~50kg/m3;这对于运输和存放都带来巨大同题。在欧美等发达国家,运用秸秆类生物质发电,被认为零排放、绿色环保的发电技术,丹麦因为采用这种技术,竟然摆脱了石油进口。但是采用秸秆类生物质发电,尤其是直接燃烧秸秆类生物质发电,要求解决秸秆类生物质运输和存放问题。所以无论是将秸秆类废弃物转变为优质燃料,或是运用秸秆类生物质发电,都要求将其压缩、固化,这是既解决运输也解决存放问题的方法。
    秸秆类生物质成型的工艺:①成熟秸秆类生物质自然干燥:使其含水量在15%以下;②削片,粉碎:形成粒度0—5和0~10mm3,试验表明差别不大;③烘干:使其含水量在10%以下,还有建议含水量在4%一18%.此含水量在自然干燥下即可达到。而且认为适当含水量在加压成型时压强较小;④送料;⑤混料;⑥预压;(D压制成型;⑧卸料:将成型块卸下,有的要求码垛或包装。
   30码期期必中生产销售秸秆颗粒机秸秆压块机等农作物秸秆成型机械设备。
    目前所看到的压缩固化设备,包括了烘干、送料、混料、预压、压制成型各工艺工序,有的还包括削片,粉碎。这类成套设备主要有以下几种输送、预压、压制成型方法。
1、北京延庆等单位研制的秸秆成型机
    近年来在有关单位参与下,延庆县农委系统研制成功的秸秆压块机,是利用粉碎成10mm3的秸秆类生物质进行加工的。它由倾斜成45。的螺旋输送机(输送机的螺旋外径200mm,螺距120mm,生产率0.72~1t/h)把粉碎好的秸秆类生物质进行输送和预压。经过预压粉碎的秸秆先被送到并联垂直向下输送原料的螺旋输送机,经进一步预压,被推人活塞往复运动的缸腔内,完成最后的挤压,呈圆柱形直径30~50mm(根据要求压缩密度不同而不同)的压块被挤出。该机主要性能指标:生产率:0.7~1t/h;主机功率:30kw;450螺旋输送机功率:1.5kw;垂直螺旋输送机功率:1.0kw;产品(秸秆块)密度:0.7~1.0t/m3。
2、大连庄河干沟村秸秆压缩机
    该机安装于手扶拖拉机上,它分为:动力单元:秸秆送料单元;秸秆轧辊单元。其轧辊单元包括一对轧辊上设有三角形压片的轧辊;一对切辊,切辊上配有切刀。
    其工作过程是将手扶拖拉机开到收获后的地里,将地里不堆垛、不捆扎的秸秆由输送带送人机器,压轧成带有沟槽的板,经切断后,轻轻搬开,捆札成长方形捆。其轧制压强0.7t/cm-,出料密度接近一般板材。压缩比为l/14,加工It秸秆耗用1.5L柴油。
3、双环形压模秸秆颗粒成型机
    和上述设备类似,是用带有双环形模槽的轧辊,空心的轧辊面上开有整齐排列的表面大,内小的锥形孔,小孔和直圆柱孔相连,所用秸秆原料(高粱、玉米、水稻、小麦,棉花、大豆等的秸秆)要求粉碎成1mm3的粉料,被轧挤从直柱孔呈颗粒排出,落在空心的轧辊内置的出料导向板上,而排出。最后产品约计1—6mm直径的颗粒。
    以上两类轧辊挤压的成型机器都具有单位能耗大、设备磨损严重的缺点。
4、螺旋挤压成型机
    这种在欧美应用得比较多的秸秆挤压成型机,它也是在秸秆经自然干燥、粉碎、混料等预处理后输送进入机器,和许多螺旋挤压成型机器(如焊条压涂机)原理一样。在秸秆螺旋挤压成型机中,为防止物料和进行挤压的螺旋轴一起旋转,螺旋挤压成型机的外管内表面开lOmm的槽.螺旋轴的螺旋片外径可逐渐减小形成挤压锥,也可螺旋轴径逐渐加大形成挤压锥,可见螺旋挤压轴加工比较精细,要求比较高。螺旋挤压成型机的外管常缠绕电热丝,以便供加热用。目前,这种机器仍然存在单位能耗过高,有的高达125kwh/t。更重要的是机器的螺旋轴磨损严重,寿命不高,通常只有60-80h,而且加工制造成本高。即使如此,这种机器仍是广泛应用的秸秆压缩成型机。
5、液压秸秆成型机
    这种设备目前有多种申请专利的形式。以北京海淀区苏州街技术促进中小的专利为例:
    其压制秸秆类生物质产品呈蜂窝状圆块。其成套设备包括了破碎机(采用飞刀切碎)、混料机(具有使切碎的秸秆物料混合和‘熟化’过程)、压制成型机和输送装置。
    其主机,即液压的压制成型机有3个工位,在第1个工位,混合和‘熟化’的切碎的秸秆物料被从上往下充满在该位的缸腔内,然后转到第2个工位,被液压驱动的活塞挤压,活塞上有圆柱头,以便在压成的秸秆成型园块上形成蜂窝状孔,转到第3个工位,呈蜂窝状圆块的秸秆类生物质产品被推出。据资料介绍:压制成本50元/t;物料加工前不需烘干和加热,综合成本不大于250元/t,比煤炭价格低40%:生产率:生产线班产达4~5t;热值:3500—4500kcaUkg (lcal=4.1868J即相当于14653.8—18840.6kj/kg);据说在做经济分析时,统计用2块该秸秆类生物质蜂窝状压块,在生物质燃炉(专门炉具)中,可燃50分钟,够做3kg米饭、4菜1汤。剩余产品是0.5kg炭。与之类似还有双头液压压制成型机。
    从以上介绍多种类的秸秆类生物质压缩成型设备看出,首先是设备不易出故障,目前液压技术比较成熟,市场易于提供成套液压件。而螺旋挤压轴加工比较精细,要求比较高,必须有专门企业加工,而且它还易于磨损;而第1种类型设备如果磨损了(如第1种在调试压缩比过程中,发生出料口导管挤裂情况,在使用过程中,发生这种情况,就需到专门厂家配件),是相当麻烦的;第2和3种类型设备其轧辊磨损,亦须要专门厂家配修。其次要求低的单位消耗功率.这就决定了产品的成本,前列的几种,在相当的加工能力条件下,装机功率都在35kw左右;液压秸秆成型要低,因此才会有较低的综合成本。第三,从前分析可知能否降低运输成本,是利用秸秆类生物质用作燃料或用来发电的关键之一,为此,通常使秸秆类生物质加工范围不超过2~3km。这就要求成套设备能简单化,能装载在一辆汽车拖挂车上,可以在一片地方进行加工完后,随时移动到另一加工点。
    秸秆类生物质利用通常要进行压缩固化,以便用作燃料,解决农村、农民家用,或供专门发电站用作燃料。这是一项绿色环保,开发可再生能源的极具潜力的途径。也不失为农民兄弟一种就业途径。所列秸秆类生物质固化方法都是可行的,但相比较液压秸秆成型设备更有优势.这方面希望国家根据《国家可再生能源法》给予进一步实践支持,使7.15亿t的秸秆类生物质真正充分利用起来。

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