国内外生物质成型机研究和发展现
生物质的压缩成型(或称固化成型)是指将各类生物质废弃物,如秸秆、稻壳、锯末、木屑等,用机械加压(加热或不加热)的方法,使原来分散的、没有一定形状的原料,压缩成具有一定形状的、密度较大的成型燃料。生物质压块成型燃料技术应运发展起来,是因为一般农作物秸秆都具有疏松、密度小,单位体积热值低等缺点,作为燃料使用很不方便。这是造成人们不愿用秸秆作为燃料的主要原因之一,秸秆生物质成型技术不仅能有效地解决这一问题,而且能有效地改变秸秆的燃烧特性。生物质压缩成型技术,是将各种生物质资源包括锯末、秸秆、稻壳等农林废弃物通过加压、加热由原来的松散的原料压缩成具有一定形状和密度的成型燃料棒的技术。原料挤压成型后,密度可达0.8—1.
3t/m3,能量密度与中质煤相当,燃烧特性明显改善,火力持久,黑烟少,炉膛温度高,且储存、运输和使用方便,干净卫生,可代替矿物能源用于生产和生活领域.因此,作为生物质转化的重要手段和方法,压缩成型技术越来越受到人们的重视,同创新能源生产销售秸秆颗粒机、秸秆压块机等生物质燃料成型机械设备,同时我们还大量销售杨木木屑生物质颗粒燃料。
一、国内生物成型机的研究现状
中国从20世纪80年代引进螺旋推进式秸秆成型机,生物质压缩成型技术的研究开发已有二十多年的历史。南京林业化工研究所在“七五”期间设立了关于生物质压缩成型机及生物质成型理论研究的课题。湖南省衡阳市粮食机械厂为处理大量加工粮食剩余谷壳,于1985年根据国外样机试制了第一台ZT-63型生物质压缩成型机。江苏省连云港市东海粮食机械厂于1986年引进了一台OBM-88棒状燃料成型机。1998年初,东南大学、江苏省科技情报所和国营9305厂研制出了MD-15型固体燃料成型机。1990年以后,陕西武功轻工机械厂、河南巩义包装设备厂、湖南农村能源办公室以及河北正定县常宏木炭公司等单位先后研制和生产了几种不同规格的生物质成型机和碳化机组。20世纪90年代期间河南农业大学和中国农机能源动力研究所分别研究出PB-I型机械冲压式成型机、HPB系列液压驱动活塞式成型机、CYJ-35型机械冲压式成型机。
经过多年的研究与试验,国内部分成型设备及其配套产品发展成熟。1998年开始,河南农业大学针对其它成型设备存在生产率低、工作部件易磨损等关键技术,研制了液压驱动双头活塞式HPB-秸秆成型机,尤其对我国每年产生的秸秆具有极好的消化能力,克服了其它成型设备难以处理秸秆的问题。经鉴定后,2002年向企业转让了技术,正式投入了工厂化生产,并f2003年开始成型设备以及配套燃烧炉具在省内外的示范推广。
但国产成型加工设备在引进及设计制造过程中,都不同程度地存在着技术及工艺方面的问题,这就有待于去深入研究探索、试验、开发。而且我国对生物质成型燃料燃烧所进行的理论研究很少,关于生物质成型燃料燃烧设备的设计与研究更少。为了使生物质成型燃料能稳定、充分,直接地燃烧,根据生物质成型燃料燃烧理论重新进行系统设计与研究生物质成型燃料专用燃烧设备是非常重要的。河南农业大学机电工程学院在这方面做了大量研究,研制出针对生物质成型块的专用燃炉,能更好地加快发展生物质压块成型生产线的步伐。
总之在我国未来的能源消耗中,生物质成型燃料将占有越来越大的份额。生物质成型燃料在我国一些地区已进行批量生产,并形成研究、生产和开发的良好势头,生物质压块成型生产线的组建也会逐步完善.
二、国外生物质压块成型机的研究现状
国外生物质成型的主要方式有四种即颗粒成型机、螺杆连续挤压成型机、机械驱动活塞
式成型机和液压驱动活塞式成型机.螺旋挤压式成型机是最早研制生产的生物质热压成型机.这类成型机以其运平稳、生产连续、所产成型棒易燃(由于其空心结构以及表面的炭化层)等特性,在成型机市场中尤其是在印度、泰国、马来西亚等东南亚国家和我国一直占据着主导地位。但制约螺旋式成型机商业化利用的主要技术问题一个是成型部件,尤其是螺杆磨损严重,使用寿命短;另一个问题是单位产品能耗。
日本从20世纪30年代就开始研究应用机械驱动活塞式成型技术处理木材废弃物,并于1954年研制出棒状燃料成型机及相关的燃烧设备,1983年又从美国引进颗粒成型燃科生产技术。美国在1976年开发了生物质颗粒及成型燃烧设备;亚洲一些国家(泰国、印度、韩国、菲律宾等)在20世纪80年代已建了不少生物质固化、碳化专业生产厂,并研制出相关的燃烧设备。日本、美国及欧洲一些国家生物质成型燃料燃烧设备已经定型,并且形成了产业化,在加热、供暖、干燥、发电等领域已普遍推广应用;西欧一些国家(荷兰、瑞典、比利时、芬兰、丹麦等)在20世纪70年代已有了活塞式成型机、颗粒成型机及配套的燃烧设备。活塞冲压式成型机改变了成型部件与原料的作用方式,很好地解决了螺旋挤压式成型机的问题。该种成型机在大幅度提高成型部件使用寿命的同时,也显著降低了单位产品能耗。根据驱动力来源的不同,该类成型机可分为机械驱动式和液压驱动式。