秸秆等生物质致密固化与利用

随着生态文明村镇的建设和社会用能水平的提高，秸秆等生物质能的管理利用问题日益突出。一些村镇仍然在焚烧秸秆，造成新的环境污染。另一方面矿物能源的涨价，使很多人又重新把目光转向秸秆等生物质能，但是大量秸秆等生物质的储存、利用、防火安全技术问题需要解决。所以，秸秆等生物质致密固化与利用技术就显得非常重要。

1．什么是生物质能？

生物质是绿色植物利用太阳能，通过光合作用，吸收二氧化碳、水和少量的氮、磷、钾肥料等物质，转化成为有机物——碳水化合物，将太阳能转化为化学能并贮存下来，将生物质作为能源利用称为生物质能。这里所说的广义生物质能，包括植物种子、秸秆、树木枝条、牧草、畜禽粪便以及生活有机垃圾等。狭义的生物质能，通常是指农业、林业废弃物，如各种作物秸秆、树叶、锯屑、蔗渣等。生物质能是唯一具有可运输、储存、转换、再生等矿物资源属性的特点，又较少受自然条件制约的可再生能源资源。开发这种能源模式，既节约能源，又可利用农业废弃物。

2．如何解决生物质的松散性、易燃性、不均匀性问题？

解决自然界生物质的松散性、易燃性、不均匀性、安全储存等问题，直接的办法是压缩成致密固化块，根据形状和致密程度的不同，又将这些产品分为生物质颗粒、生物质压块或生物质压饼、生物质燃料棒。

3．生物质致密固化块可用于饲料或燃料，具体在哪些方面使用？

（1）用于食草类家畜的饲料。根据原料的不同，又分为精饲料和粗饲料两种，如使用苜蓿、花生秧等加工的饲草压块，可用于奶牛场的饲草和少部分出口。使用玉米秸、麦秸、稻草等加工的饲草压块，可用于草原牧场、码头动物检验仓库的补饲普通饲草。通过秸秆压块这一产品，沟通了产粮区和牧区的联系，秸秆压块饲料的使用，减少了牧区的牧草采食，利用草场空间，为人们提供了肉制品和奶制品，保护草原，防止沙漠化，使秸秆变废为宝。

（2）直接燃烧，用于民用取暖、炊事用能。在我国北方农村，冬季寒冷，取暖是一大项能源消耗。举个实例，在河北省南部农村，冬季要想让住房达到15℃，一间房需要1吨煤炭的消耗，河北省北部的农村消耗的还要多。再加上炊事用能2.2吨煤炭，洗澡、洗脸的热水用能0.3吨煤炭，一个家庭全年需要约6.5吨煤炭，折款3250元。把这些煤炭换成生物质压块，可减少家庭支出3/5，约2000元人民币。对于家庭在经济上是划算的，对于社会来说，减少了矿物能源的开采、消耗和运输，为清洁乡村示范点建设和社会主义新农村建设提供了能源保障。

由于生物质含有大量轻质物质，受热后变成烟，所以在使用生物质压块作燃料时，必须采用消烟炉具。目前已经作了相应的配套研发，形成了炊事热水专用炉、取暖专用炉产品系列，炊事采暖热水三用炉、单位开水炉系列产品正在开发研制。

（3）利用生物质致密压块直燃消烟技术，为城郊结合地带的燃煤锅炉改造提供燃料。能有效减少石油制品和气体燃料的使用，降低锅炉使用单位的锅炉运行成本，消除小锅炉对城镇大气的污染。

（4）用作生物质发电站的燃料。生物质发电站要求生物质必须具有较大的密度，以便于运输、储存。在现场使用时还要便于破碎，以便喷射进入燃烧器。

（5）用于农村的生物质气化供气站燃料。

（6）用于农户庭院沼气池的发酵料。

（7）用于工业化制炭。

4．目前，利用生物能的配套炉具有哪些特点？

这些炉具采用生物质压块燃料，由原来的散柴燃烧变成了颗粒燃烧，减少了生物质挥发成份的快速溢出。再加上二次送风燃烧，使燃烧更充分，消除了黑烟，又节约了燃料。这些炉具有6个突出的特点：

（1）不用电力鼓风。这些炉具通过烟道作为系统的动力，对整个系统形成负压，避免用电动机鼓风。

（2）消烟燃烧。通过调节二次风门增加给风量，达到消烟燃烧的目的。

（3）无焦油析出。这一系统燃烧时炉腔内始终处于高温状态，不析出焦油，消除了普通生物质气化炉的焦油污染。

（4）加料方便，任意延长燃烧时间。当第一次填入燃烧储料腔的燃料不够时，通过调风进料口可以很方便的装料，达到任意延长炊事时间的目的。

（5）燃料来源广泛。凡是农业废弃的生物质经过加工都可作为燃料。比如稻草茅子、麦糠、高粱帽子等散碎材料均可使用。

（6）点火方便。这种燃烧炉点火方便，农村家庭妇女稍加培训即可使用。

5．压缩成型机由哪些设备组成？如何将秸秆压块成型？

目前主要推广环模式压块成型机，主要由切碎机、输送机、强制喂料机器、压缩成型机、冷却输送机组成。现有3个机型：2000型、1000型、500型。

压块成型机在工作时，先将生物质秸秆粉碎成10～30毫米，由输送机输送至强制喂料器，强制喂入压缩机环模腔内。在压辊和环模的摩擦挤压下，粉碎的秸秆升温至70～100℃，这一温度可根据压块的需要进行调节。生物质在温度和压力的作用下压缩成型，由模孔被挤出，再经冷却输送装置冷却输出，成为具有一定密度的多用途生物质块状产品。机组的生产能力为500～2000公斤/小时，用户可根据需要选择，机组整机无故障运行时间长达500小时以上，在国内同类机组中无故障运行时间及综合性能均居先进水平。小型机组的生产能力为500～800公斤/小时，输入功率约30千瓦，中型机组的生产能力为1000～1200公斤/小时 ，输入功率约45千瓦，便于分散加工、集中使用，比较适合农村的电力供应现状。

用这一机组生产的生物质压块，外形尺寸为32毫米×32毫米×30～80毫米长方体块料，其密度可根据需要控制在800～1300公斤/立方米。包装后的堆体积是原来体积的1/6～1/8，便于储存运输管理，可用于饲料或燃料。解决了自然界生物质的松散性、易燃性、不均匀性和安全储存、运输等技术问题，为生物质能的大规模利用提供了技术支持。

6．如果农民朋友要建设一个小型加工点，应做好哪些准备工作？

农民朋友应该考虑以下几点：

（1）设备购置。选择设备时要考虑设备性能的可靠性、安全耐用性、工艺成套性、节能环保性、维修经济性、生产效率和产品质量的稳定性等。按现有压块厂的建设经验：年产量4000～5000吨生产规模的固定生产企业，宜选2000型压缩加工成套设备；年产2000～3000吨或采用多点生产的企业，宜选用1000型设备；年产1000～1500吨或采用多点生产的企业，宜选用500型设备。

（2）厂房。选用2000型设备，厂房下弦高不少于4米，宽6～10米，长度为30～40米，水泥地面，砖混结构，也可采用砖木结构。厂房采用四面墙封闭式，也可用三面墙半开放式或一面墙开放式的简易厂房。选用1000或500型设备时，设备不需固定，可移动使用，直接在露天作业，也可采用简易棚。

（3）库房。年产量4000吨以上规模的成品库房面积不应少于400平方米，采用水泥地面，地面应高于库外地面200毫米以上。年产量1000吨规模以上的成品库房面积不少于100平方米。也可建成简易型库房，但必须保证通风、防雨、防潮、防晒、防水淹。

（4）场地硬化。年产量4000吨以上的，切碎暂存场地硬化面积不少于500平方米，切碎后晾晒场地不少于1500平方米（按每平方米可获干秸秆10公斤考虑）。地面应高于周围地面200毫米以上，一般为混凝土地面，也可采用铺砖抹水泥抹面。

（5）供电系统。购变压器，500型机组配30千伏安，1000型机组配50千伏安，2000型机组配100千伏安。并架设动力和照明线路。

（6）供水系统。配置必要的供水管道、贮水设施和消防系统。要特别注意设置消防系统和配套消防设备。

（7）办公、休息用房2～3间。

7．加工点的规模与生产能力该如何确定？

加工点的生产能力应根据当地原料供应来源、供应半径和压块燃料的利用方式及销售渠道而定，原料供应半径一般应确定在10～15公里左右，过大则加大运输成本。

棉花、辣椒、向日葵、玉米秸秆加工，集中在11月初到次年5月。如再加工麦秸、稻草等其它农作物秸秆，或树枝等林业副产品（按原料供应情况而定），全年生产期可达十个月左右。

河北省新能源办公室边志敏