秸秆固化成型燃料技术现状与前景分析

秸秆固化成型燃料技术现状与前景分析

江苏省农业机械试验鉴定站陶雷戚锁红

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1 秸秆固化技术现状

我国生物质秸秆成型技术研究开发始与20世纪80年代，国外生物质固化成型燃料技术研究始与20世纪30年代，英国、美国、德国日本等国相继研究了稻草、甘蔗渣、棉杆等秸秆燃料。从1980年起，联合国粮农组织已召开过三次利用农业剩余物秸秆生产人造燃料的会议。

农作物秸秆原料在宏观构造方面与木材有所区别。木材通常有较大的茎级和长度，树干和数枝包裹有一层较厚的树皮。无论是在同一株树还是在不同树中，它们的材性都具有较大的变异性。此外木材具有天然的花纹和色泽，但也有一些天然的缺陷（例如节子、斜纹等）。相比之下，农作物秸秆原料一般外形较小，相对匀称，且多为中空结构，外表层有的较坚硬或分布一层蜡质。通常，同一种类的农作物原料性能变异性较小，但不同种原料的差异性很大。由此可见，木材和农作物秸秆原料由于宏观构造上的差异，决定了两者在加工、储存、运输等方面的不同。

我国对秸秆固化成型技术进行了卓有成效的研究。辽宁能源所、河南省科学院能源所、河南大学、清华大学以及大连鑫宝生物质能源有限公司、河北富润农业科技开发有限公司等企业都研制出了不同的固化成型技术及设备。设备向小型化、移动化方向发展，推动了固化成型颗粒燃料的规模化生产和产业化应用。清华大学研发的生物质常温固化成型技术，通过独创的纤维碾切搭接技术，在常温下把粉碎后的生物质材料压缩成高密度成型燃料。由于不需要在加热的条件下生产，能耗比国外同类产品降低50%，成型设备体积减少70%，综合生

产成本降低60%以上。

2 秸秆固化成型燃料成本低、效益高

秸秆固化成型，体积缩小了6～15倍，降低了运输费用，提高了热值和燃烧性能。据测算，燃煤比秸秆固化燃料成本高130～200元/吨；一台小型成型机一天可以生产固化燃料6吨，可以解决一个村庄的秸秆问题。通过试验，秸秆固化成型燃料在中小型锅炉中燃烧，一天清理一次炉渣省工省事，烧煤每半小时清理一次大概有一小拉车。1.38吨秸秆固化成型燃料相当于1吨煤热值。等量的秸秆固化燃料与煤燃烧比较：供暖360户3700㎡的办公楼，室温保持在17～19℃，从10℃升高到60℃，煤需要120分钟；秸秆固化成型燃料，从10℃升高到60℃只需75分钟，之后每2分钟升温1℃，直到70℃标限，室温达到18～20℃。

秸秆燃料的特点：成型后的颗粒燃料，比重大、体积小、耐燃烧、便于储存和运输，热值可达3200-6000大卡，是高挥发酚的固体燃料。

秸秆燃料项目响应国家实施天然林保护工程的需要，以秸秆为主要原料，变废为宝，缓解了秸秆剩余物焚烧造成环境污染等问题。秸秆燃料是先进的工业技术与再生资源相结合制造出的产品，秸秆成型后的颗粒燃料是一种新型的生物能源，它可代替木柴、原煤、燃油、液化气等，广泛用于取暖、生活炉灶、热水锅炉、工业锅炉、生物质发电等。

3 秸秆固化成型燃料生产工艺技术

3.1 工艺流程

秸秆燃料生产工艺流程如下：

秸秆粗粉碎→干燥→细粉碎→筛选→加工→冷却→检验→成品。

秸秆木炭生产工艺流程如下：

秸秆粗粉碎→干燥→细粉碎→筛选→制炭→冷却→炭化→检验→成品。

3.2 秸秆燃料的有关技术参数

成型后的秸秆颗粒燃料密度为0.8～1.4,热值3200～6000大卡，灰份为5﹪左右，含硫量在5‰以下，是高挥发酚的固体燃料，燃烧率达95﹪以上，残留灰份是优质的钾肥，可还

田改良土壤。

以玉米秸秆颗粒燃料为例：将玉米秸秆颗粒燃料加入配套的生物质燃料炉中燃烧，其燃烧率是燃煤锅炉的1.3～1.5倍。因此，一吨玉米秸秆颗粒燃料的热量利用率与一吨煤的

热量相当。

若将秸秆颗粒燃料放入0.8吨立式锅炉中燃烧，通过喷淋式除尘器后，废气由烟囱中排出。经测试，秸秆燃料的密度在1.0～1.27时，其燃烧效果最好，燃烧室温度达1060℃，燃烧度比煤快15﹪以上；正常燃烧状态下，烟囱中无灰尘和灰烟排出，一次加入秸秆颗粒燃料5kg，关闭风门后，可保持4小时以上不熄灭。烟气中的Co、Co2、So2、No x等成分指标的测试及烟尘的排放浓度为138,So2排放浓度仅为75,低于《锅炉大气污染物排放标准》

（GWPB3-1999）的指标，达到了国家环保要求。

生物质秸秆燃料热值分析表与对比

4 市场应用前景

秸秆固化成型燃料是可再生的、清洁的、无公害生物质能源。它仅次于煤炭、石油、天然气，居世界能源消费的第四位。在城市小型采暖供热锅炉中每小时小于1吨用煤量的锅炉占工业锅炉的1%以上，如果能替代1%就有3000～5000万吨的需求，小型发电厂年发电耗煤约10亿吨，如果替代1%就有1000万吨的需求量。

目前市场急需一种清洁廉价的燃料，秸秆固化成型燃料清洁卫生，价格低廉，易燃烧，其1.38吨相当于1吨标煤的热值；加热升温比煤炭快，炉渣少，易清理。因此，秸秆固化成型燃料是煤炭、液化气、传统秸秆很好的替代能源，具有很大的市场发展前景。

发布日期：2010年9月14日提交人：江苏省农机局汪冰清责任编辑：中国农业机械化信息网信息中心何丽虹