浙江省農(nóng)作物秸稈綜合利用主推技術(shù)秸稈固化成型燃料化利用技術(shù)

浙江省農(nóng)業(yè)生態(tài)與能源辦公室 （310012） 邵建均 葛佳穎 裘一冰

農(nóng)作物秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中數(shù)量最大的副產(chǎn)品，是一種大量的永續(xù)性的寶貴資源。我國是農(nóng)業(yè)大國，玉米、小麥、棉花、水稻等各種農(nóng)作物秸稈資源十分豐富，每年農(nóng)作物秸稈總量約7億噸，但秸稈在作為飼料、肥料、燃料及工業(yè)原材料等綜合利用方面僅占33%左右，大量秸稈被直接焚燒或丟棄在田間地頭，造成極大的資源浪費與環(huán)境污染。合理利用農(nóng)作物秸稈對促進農(nóng)民增收、環(huán)境保護、資源節(jié)約等都具有重要意義?，F(xiàn)將秸稈固化成型燃料化利用的技術(shù)要點介紹如下。

1．技術(shù)概述

（1）技術(shù)原理 秸稈主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成。該技術(shù)就是利用秸稈中的木質(zhì)素充當黏合劑將松散的秸稈等農(nóng)林剩余物擠壓成顆粒、塊狀或棒狀等成型燃料，具有高效、潔凈、點火容易、二氧化碳零排放、便于貯運、易于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模應(yīng)用等優(yōu)點。

（2）技術(shù)流程 農(nóng)林廢棄物的固化成型技術(shù)按生產(chǎn)工藝分為黏結(jié)成型、壓縮顆粒燃料和熱固體成型工藝。固化成型燃料化利用環(huán)節(jié)包括：秸稈捆扎或打包—秸稈收貯運—秸稈粉碎、烘干—固化成型燃料生產(chǎn)—成型燃料利用。其工藝流程可用下圖表示。 成型燃料

（3）技術(shù)要點 ①含水率控制。秸稈的含水率在20%～40%，通過自然晾曬或烘干進行干燥，生物質(zhì)顆粒加工用秸稈含水率控制在15%～20%左右，棒狀成型燃料加工用秸稈含水率需降低至8%～10%，塊狀成型燃料加工用秸稈含水率需控制在10%～15%左右。如果原料太干，壓縮過程中顆粒表面的炭化和龜裂有可能會引起自燃；而水分過高時，加熱過程中產(chǎn)生的水蒸氣就不能順利排出，會增加體積，降低機械強度。②粉碎。木屑及稻殼等原料的粒度較小，經(jīng)篩選后可直接使用。而秸稈類原料則需通過粉碎機進行粉碎處理，通常使用錘片式粉碎機，粉碎的粒度由成型燃料的尺寸和成型工藝所決定。③成型。生物質(zhì)通過固化成型，一般不使用添加劑，此時木質(zhì)素充當了黏合劑。

2．燃料特點和應(yīng)用

（1）燃料特點 ①具有較高的揮發(fā)分含量。農(nóng)作物秸稈中的揮發(fā)分一般在76%～86%，其存儲了超過三分之二的熱量，且一般在200～300℃時開始析出。②灰分含量高。由于秸稈類生物質(zhì)中的灰分含量通常較高，因此顆粒燃料的灰分沉積速度大大超過煤的燃燒，有的甚至超出煤炭大約一個數(shù)量級，積灰中通常含有大量的氯化物。③結(jié)渣現(xiàn)象嚴重。在秸稈生長過程中，會吸收一定量的堿金屬元素，其以鹽或氧化物的形式存在于生物質(zhì)機體內(nèi)。當成型燃料燃燒達到的溫度遠遠高于灰熔點溫度時，爐底的秸稈灰在800～900℃時就開始軟化，溫度過高時灰分會全部或者部分發(fā)生熔化，導(dǎo)致結(jié)渣率較高。

（2）應(yīng)用范圍 秸稈固化成型燃料既可作為炊事用能，也可作為農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)（溫室、大棚增溫）等供熱燃料，目前主要作為工業(yè)鍋爐替代煤的燃料使用。該技術(shù)適用于糧食主產(chǎn)區(qū)或農(nóng)產(chǎn)品加工廠附近，即農(nóng)作物秸稈或農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物資源量大的區(qū)域。

3．應(yīng)用案例

浙江圣普新能源科技有限公司于2011年5月，在浙江省平湖市當湖街道虹霓工業(yè)園區(qū)投資建設(shè)了“生物質(zhì)成型燃料集中供熱項目”，替代工業(yè)園區(qū)內(nèi)分散的自備燃煤小鍋爐。項目總投資740萬元，投入生物質(zhì)鍋爐20噸和10噸各一臺，配備了除塵、上料系統(tǒng)、引風系統(tǒng)、灰渣系統(tǒng)、熱網(wǎng)系統(tǒng)和蒸汽管網(wǎng)等配套設(shè)施。2016年供熱量4．2萬噸、年消耗生物質(zhì)成型燃料1．42萬噸，節(jié)約標煤6 300噸，減排二氧化碳14 800噸、二氧化硫77噸、氮氧化物235噸。