摘要：
玉米秸稈顆粒成型技術是生物質(zhì)能開發(fā)利用的主要方向之一。介紹玉米秸稈顆粒成型技術的工藝原理，分析國內(nèi)外該技術及裝備的應用現(xiàn)狀，針對發(fā)展過程中存在的問題，提出對策和發(fā)展建議，并展望其應用前景。
關鍵詞：玉米；秸稈；顆粒成型；
秸稈顆粒機
玉米秸稈成型燃料技術充分利用木質(zhì)素的粘合特性，將玉米秸稈壓縮成塊狀、棒狀或顆粒狀等成型燃料。玉米秸稈成型燃料燃燒特性明顯改善，可有效降低污染物的排放量，清潔環(huán)保；同時，燃燒后生成的灰分又是優(yōu)良的天然肥料，將其還田后可使資源循環(huán)利用。研究推廣玉米秸稈成型技術及裝備，可提高玉米秸稈資源利用率，對于促進農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展具有十分重要的意義，富通新能源專業(yè)生產(chǎn)銷售秸稈顆粒機、
木屑顆粒機等生物質(zhì)顆粒燃料成型機械設備，壓制的生物質(zhì)顆粒燃料如下所示：
1、玉米秸稈成型燃料技術工藝原理
1.1玉米秸稈成型燃料特性
玉米秸稈成型燃料長度不大于25mm，直徑為6，8，10mm，具有密度大、體積小的特點；其揮發(fā)分含量高達60%～70%，碳含量為35%～42%，N和S含量非常低，燃燒時NOx和S02的排放量遠低于煤、C02的排放量與秸稈光合作用吸收的C02基本持平，基本實現(xiàn)零排放。
1.2制備方法及工藝流程
玉米秸稈成型燃料的制備方法是：以玉米秸稈為原料，經(jīng)自然干燥后（含水率≤16%），利用
秸稈粉碎機粉碎成粉料（粒徑≤8 mm），再利用成型機擠壓成型，冷卻后回收。其加工工藝流程為：收集→干燥→粉碎→配料→除塵→熱壓縮→顆粒機壓制成型→
逆流式冷卻器冷卻→回收。
1.3典型加工工藝
1)平模成型。動模式、模輥雙動式應用于小型平模成型機；動輥式應用于較大型平模成型機。應用較為廣泛的動輥式平模成型機成型原理：在供料區(qū)，玉米秸稈物料緊貼在平模上，隨壓輥滾動進入變形壓緊區(qū)，原料粒子充滿粒子間的空隙：粒子間不斷變換相對位置，將物料壓實：壓實后的物料隨壓輥滾動，繼續(xù)進入擠壓成型區(qū)，隨壓力增加發(fā)生變形和塑性流動：物料中的木質(zhì)素受壓輥和物料間摩擦作用產(chǎn)生的熱量而軟化，其粘合力增加，使生物質(zhì)逐漸成型。
2)
環(huán)模成型。環(huán)模成型顆粒機機成型原理：物料隨輥子轉(zhuǎn)動被壓人環(huán)模孔中，在環(huán)模孔中成型、保型：物料被壓出環(huán)模時，被切刀切成一段一段的成型產(chǎn)品。由于非對稱循環(huán)的交變應力影響，環(huán)模成型易失效，發(fā)生疲勞破壞。可通過增大環(huán)模寬度、厚度及內(nèi)徑，提高環(huán)模的生產(chǎn)率和抗彎能力：通過增大有效擠壓長度和內(nèi)徑，降低環(huán)模的接觸壓應力：通過選材、熱處理技術、調(diào)節(jié)開孔率等途徑，改善環(huán)模的受力條件。
2、玉米秸稈成型燃料技術及裝備研究情況
2.1國內(nèi)現(xiàn)狀
我國出臺了《秸稈能源化利用補助資金管理暫行辦法》，對生產(chǎn)玉米秸稈成型顆粒燃料的企業(yè)給予綜合性補助，支持產(chǎn)品市場推廣。經(jīng)過多年的試驗研究，國內(nèi)部分成型設備及其配套產(chǎn)品已逐步成熟，例如：農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設計研究院研制的生物質(zhì)制粒成型設備，其傳動軸承選用國外高端品牌以確保傳動特性，通過環(huán)模的選材和熱處理加工方法，延長產(chǎn)品壽命，擴大加工范圍。
同時，我國玉米秸稈成型顆粒燃料配套燃燒設備的研發(fā)也取得了一定進展，例如：哈爾濱工業(yè)大學率先進行流化床燃燒技術研究，并先后與企業(yè)合作開發(fā)了多款玉米秸稈燃燒鍋爐：吉林華光生態(tài)工程技術研究所研發(fā)了暖風壁爐和炊事采暖兩用爐等：浙江大學研制出燃用玉米秸稈顆粒燃料的雙膽反燒鍋爐：河南農(nóng)業(yè)大學研制出雙層爐排玉米秸稈成型燃料鍋爐等。
2.2國外現(xiàn)狀
目前，成型燃料技術及設備的研發(fā)在國外已經(jīng)趨于成熟，并形成產(chǎn)業(yè)模式。例如：德國SALMA工EC公司研制的MAXIMA模塊化設計的成型機，適用范圍廣，生產(chǎn)率高：奧地利ANDRI工Z公司生產(chǎn)的Feed&Biofuel系列成型機，采用全自動控制系統(tǒng)，軋輥調(diào)整方便，確保產(chǎn)品質(zhì)量；英國UM工 Andri工z Group公司、瑞典Sweden PowerChippers AB公司、丹麥Sprou工-Ma工ador公司、瑞士Buhlerlnc公司等多采用模輥式成型技術生產(chǎn)生物質(zhì)成型機，其關鍵部件壽命高，生產(chǎn)率高，已形成產(chǎn)業(yè)化和商品化。國外生物質(zhì)成型設備制造規(guī)范、生產(chǎn)能力強，但成本較高，且國外成型機以木屑為主要原料，并不適合我國以秸稈為原料的國情。
3、玉米秸稈成型燃料技術及裝備發(fā)展中的問題與對策
3.1存在的主要問題
1)對產(chǎn)品發(fā)展意義認識不足，投入有限。玉米秸稈成型顆粒燃料是一種可再生的新型環(huán)保能源，對其開發(fā)利用可緩解能源危機，減輕環(huán)境污染。我國秸稈年產(chǎn)量約8.2億工，可用于成型的秸稈量約2.0億工，但實際用量不足80萬工。部分企業(yè)和個人對玉米秸稈成型顆粒燃料的特性認識不足，國家在這方面的投入仍很有限。
2)缺乏綜合性研發(fā)平臺，核心技術問題有待解決。目前，國內(nèi)從事相關研究的機構(gòu)多是一些大專院校，研究力量薄弱，尚未形成一個工程技術研究機構(gòu)，沒有將研發(fā)與中試相結(jié)合，對核心技術缺乏深入研究。玉米秸稈成型燃料生產(chǎn)體系機械化程度低，設備存在可靠性不高、磨損嚴重、能耗大等問題，且加工原料單一。
3)缺少規(guī)劃、監(jiān)督、服務體系和扶持政策。玉米秸稈成型燃料的生產(chǎn)應用體系包括原料收集、預處理、加工、儲藏及運輸、專用爐具研制等多個環(huán)節(jié)，涵蓋專業(yè)技術知識廣泛，目前缺乏合理規(guī)劃。技術監(jiān)督實施不嚴格，服務措施跟不上，帶來安全和使用問題。此外，缺少生物質(zhì)能源發(fā)展的扶持政策，導致玉米秸稈成型燃料價格偏高，缺乏市場競爭力。
3.2發(fā)展對策與建議
1)加大宣傳力度，提高認識。玉米秸稈成型燃料具有良好的經(jīng)濟、社會及環(huán)境效益，將其推廣應用可以促進農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長，創(chuàng)造就業(yè)崗位，改善生態(tài)環(huán)境。應在我國不同地區(qū)建立工程應用模式的試點示范基地，從各個環(huán)節(jié)加大宣傳力度，提高人們對該技術的認識程度，為今后的大力推廣提供技術支持和經(jīng)驗參考。
2)加強技術研發(fā)。重點支持一些科研院校，加大研究力度，著重攻克設備能耗高、運行穩(wěn)定性差、壽命底等核心技術難點問題，逐步使生產(chǎn)達到規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化，完善設備生產(chǎn)和產(chǎn)品輸送體系，增強產(chǎn)業(yè)發(fā)展的科技支撐。
3)完善發(fā)展規(guī)劃體系。結(jié)合國家針對生物質(zhì)能源利用技術的實施意見，制定扶持政策，出臺管理辦法、技術標準和規(guī)范，推進玉米秸稈成型燃料的產(chǎn)業(yè)化進程。加強技術監(jiān)督，規(guī)范市場管理，為技術推廣創(chuàng)造良好環(huán)境。建立綜合平臺，使生產(chǎn)者、銷售者、用戶之間相互聯(lián)系，促進玉米秸稈成型燃料技術的規(guī)范、健康發(fā)展。
4、玉米秸稈成型燃料技術及裝備應用前景
玉米秸稈成型燃料作為一種潔凈、可再生的能源，具有良好的環(huán)保節(jié)能效果，可有效緩解石化資源緊缺的矛盾，促進農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展，改善城市生態(tài)環(huán)境，具有廣闊的發(fā)展與應用前景。今后，我國應從資金、技術等方面制定扶持政策，加大對玉米秸稈成型燃料的綜合開發(fā)利用力度，解決技術難點，提高產(chǎn)品質(zhì)量，開發(fā)配套產(chǎn)品，提升產(chǎn)品的市場競爭力。
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