秸稈成型燃料國內外研究進展
發(fā)布日期：2020-05-18
投入示范生產，同創(chuàng)新能源生產銷售的秸稈顆粒機、木屑顆粒機專業(yè)壓制生物質成型燃料，生物質成型燃料是替代煤等化石燃料最佳的選擇。
國內外所開展的與秸稈成型燃料相關的研究主要集中在產品的成型工藝、燃料特性和產業(yè)化分析三個方面。
（一）秸稈成型燃料加工技術研究
生物質壓縮成型技術發(fā)展至今，己開發(fā)了許多種成型工藝和成型機械。根據主要工藝特征的差別，可將這些工藝從廣義上分為：濕壓成型、熱壓成型和炭化成型。
目前為止，我國研究較多的是生物質燃料高壓加熱成型，因而成型影響因素的研究也主要集中在加熱成型上。影響加熱成型的主要因素有：原料種類、原料含水率、原料粒度、成型壓力與模具尺寸、加熱溫度。這些影響因素在不同壓縮成型方式下的表現形式也不盡相同。我國對農作物秸稈成型影響因素研究的較多。
不同種類的原料，其壓縮成型特性也有很大差異。何元斌等人研究發(fā)現原料的種類不但會影響成型的質量，如成型燃料的密度、強度、熱值等，而且還會影響燃料的產量及成型機的動力消耗。
生物質原料的含水率只有在適當條件下，壓縮成型效果才能達到最佳，過高或過低都將不利于壓縮成型：對于顆粒成型燃料，一般要求原料的含水率在15%～25%左右；對于棒狀成型燃料，要求原料的含水率不大于10%左右。
從生物型煤的外觀和燃燒狀況入手，何建等人研究出生物型煤的生產工藝流程和最佳化配方，摸索出生物型煤成型主機的合理運行參數，成功試驗生產出新型能源生物型煤為中國煤能源可持續(xù)發(fā)展利用開辟了新途徑。
Ma等人成功地開發(fā)了完全利用生物質纖維的交聯作用實現成型的新產品，初步考察了煤種、成型壓力、生物質形態(tài)及配比和成型水分對新方法成型性能的影響。結果表明：新方法對不同煤種和生物質普適性強；型煤機械性能隨生物質配比的提高而增強，純生物質成型性能優(yōu)異，適宜的低配比為15%;能將生物質交聯作用固結下來的成型壓力特征值<120Mpa，過高的成型壓力反而產生負面影響；適當調高生物質配比和降低成型壓力能顯著緩解水分對高壓成型的不利影響。
（二）秸稈成型燃料的燃料特性研究
通過對鋸末和碎屑成型燃料的對比，Wamukonya等人發(fā)現鋸末成型燃料耐壓性好、長度擴張少。碎屑成型燃料耐壓性差、伸展幅度大。但是，將麥稈和鋸末混合后成型燃料的耐壓性就會得到很大提高。
對秸稈成型燃料的燃料特性研究主要還是集中在產品燃燒特性的研究方面，國內外對此研究頗多。
Sami等人研究發(fā)現生物質與煤混合燃燒時NOx、SOx排放量較低，并有效地降低了C02的排放量。此外，混燃還可以降低燃料消耗、減少化學組分對水和土壤的污染。同時指出了一些混燃所存在的問題。
通過改變生物質在混合燃料中的比例、相對濕度以及生物質的研磨大小等實驗參數，Kwong等人獲得了混燃燃料的能量釋放數據以及污染排放數據。研究發(fā)現，與燃煤相比，隨著混燃物中煤的加入，熱值升高，但是混燃溫度和能量產出都降低。生物質的混合比例從10%-30%的變化使得CO、C02、NOx和S02這些氣體污染物排放減少，而且出現能量強度排放最低值。隨著濕度的升高，混燃溫度降低，S02.
NOx、C02排放減少，而CO增加。在現有實驗條件下，研磨大小與燃燒速率和污染物排放關系不大。
生物質與煤的混燃研究已成為國際熱點，但是從總體上來看，研究范圍還是在混燃物的燃燒特性（著火溫度、燃燒速率、熱值、燃燒方式等）和混燃時污染物的排放變化情況兩方面。
（三）秸稈成型燃料產業(yè)化分析
通過對秸稈成型燃料技術規(guī)?；茝V的可行性分析，對我國秸稈成型燃料技術現狀進行了簡要的介紹，楊繼濤等人提出了該項技術已經到了可以產業(yè)化推廣的階段；同時分析了該項技術在推廣中的一些障礙，并對在農村推廣中的問題進行研究，提出了相應的政策建議。
李保謙等人通過對秸稈壓塊成型的主要技術、工藝設備、經濟效益和社會效益的分析，確定了秸稈壓塊成型燃料在國內進行產業(yè)化生產是可行的。秸稈壓塊成型燃料生產中的核心技術HPB-III型液壓式生物質成型機在工作原理的創(chuàng)新方面及配套技術和技術路線，顯示了秸稈壓塊成型燃料的生產在技術上是可行的；每套秸稈壓塊成型燃料生產線具有顯著的經濟效益，不僅能節(jié)約大量的化石能源，又為2t以下的燃煤鍋爐提供了燃料，有廣闊的應用情景；秸稈燃料塊燃燒后煙氣中CO、C02、S02、NOx等成分的排放均低于目前燃煤鍋爐規(guī)定的排放標準，達到了國家的環(huán)保要求，生態(tài)環(huán)保效益明顯。因此秸稈壓塊成型燃料的生產的在國內廣大農村、城鎮(zhèn)實行產業(yè)化是可行的。
通過對秸稈成型燃料的經濟效益分析和宏觀效益分析，王民等人指出了現在推廣秸稈成型燃料的幾個技術問題，針對目前中國秸稈成型燃料發(fā)展情況，對秸稈成型技術的推廣提供了相應建議。
通過對河南省5個地區(qū)6個地點的示范試驗，發(fā)現規(guī)模化經營是發(fā)展秸稈成型燃料技術的重要途徑，加工設備應實行企業(yè)化管理體制；生產供應采用一村一點模式；規(guī)模化技術發(fā)展初期，需要政府有關部門政策扶持和資金補貼，克服規(guī)模化技術瓶頸，實現規(guī)?；沙掷m(xù)發(fā)展。秸稈成型燃料規(guī)?；夹g直面三農，對提高農民生活質量、改善農村環(huán)境、增加農業(yè)收入意義重大，是緩解我國農村能源短缺、調整能源結構、提高資源利用效率和發(fā)展我國循環(huán)經濟的新技術、新思路、新途徑。
徐康富等人分析和闡明了生物質型煤技術在我國利用的社會、經濟、環(huán)境效益及在我國的應用前景。研究發(fā)現，生物質型煤是近期內利用生物質能最有效的現實途徑。利用生物質的代煤作用及利用其特性全面提高型煤的技術經濟性能，對控制溫室氣體排放，特別是對控制國內酸雨污染的發(fā)展是非常重要的。而且開發(fā)生物質型煤技術，意義重大，現實可行。
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