在我國,除應(yīng)用于
木質(zhì)顆粒燃料壓制成型外,環(huán)模制粒成型技術(shù)與裝備大量應(yīng)用于秸稈顆粒燃料的壓制成型。
秸稈是農(nóng)作物的重要副產(chǎn)品,是最為豐富的農(nóng)業(yè)廢棄生物質(zhì)資源,根據(jù)農(nóng)業(yè)部2010年發(fā)布的《全國農(nóng)作物秸稈資源調(diào)查與評(píng)價(jià)報(bào)告》顯示:我國農(nóng)作物秸稈可收集資源量為6. 87億t,其中,作為飼料利用2.11億t,占30.69%;作為燃料利用(含秸稈新型能源化利用)1.29億t,占18.72%;作為肥料利用1.02億t,占14. 78%;作為食用菌基料1500萬t,占2.14%;作為造紙等工業(yè)原料1600萬t,占2.37%。此外,還有31%的秸稈未得到任何利用,如果能夠充分加工利用,可直接或間接大幅增加農(nóng)民收入。
秸稈主要包括玉米秸稈、小麥秸稈、棉花秸稈等。除部分有效利用以外,其余秸稈仍被丟棄于田間或者焚燒,不僅造成了資源浪費(fèi),而且?guī)砹藝?yán)重的環(huán)境污染問題。通過秸稈固化燃料技術(shù),對(duì)農(nóng)作物秸稈及食用菌廢棄菌棒進(jìn)行固化處理,可提高秸稈利用率,實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用。秸稈固化燃料機(jī)械化技術(shù)是根據(jù)農(nóng)作物秸稈的結(jié)構(gòu)特性,將粉碎的農(nóng)作物秸稈與其他輔料按照一定的比例混合,應(yīng)用壓縮成型原理,壓縮成體積小、密度大、熱值高的燃料。經(jīng)檢測(cè),固化后的秸稈燃料的熱值要比直接燃燒秸稈高20%,而且生產(chǎn)成本比燃煤低,因此秸稈顆粒燃料規(guī)模化生產(chǎn)后可作為煤炭、石油等常規(guī)能源的替代品用于鍋爐、農(nóng)村炊事和冬季取暖。
1)秸稈顆粒燃料的主要技術(shù)參數(shù)
密度:小麥、玉米、棉稈、廢棄菌棒壓制成型的燃料密度為1.24~1.32g/cm3,其中棉稈和菌棒的密度較高,均達(dá)到1.3g/cm3以上,木質(zhì)素越高的秸稈壓制成型后密度越高。
熱值:小麥、玉米、棉稈和廢棄菌棒未加入煤化劑進(jìn)行試驗(yàn),熱值為16.12-18.76MJ/kg,加入煤化劑后熱值為18.27-21.15MJ/kg。使用煤化技術(shù)后,壓制的燃料熱值提高12%以上。
2)秸稈固化燃料特點(diǎn)
(1)原料來源廣,附加值高。以秸稈、廢棄食用菌菌棒為原料,成本低廉;固化后的秸稈塊的價(jià)格比普通燃煤的價(jià)格低,具有價(jià)格優(yōu)勢(shì),有利于在農(nóng)村、工廠鍋爐等進(jìn)行推廣應(yīng)用。
(2)燃燒效果好,清潔環(huán)保。應(yīng)用秸稈、廢棄食用菌菌棒壓制成的燃料塊,熱值高、燃燒效果好(有關(guān)生物質(zhì)燃料的工業(yè)分析成分、元素組成和低位熱值可參見文獻(xiàn);而且比燃煤的含硫量低,煙塵少,大量替代燃煤可減少環(huán)境污染,改變農(nóng)村因大量堆放秸稈、廢棄菌棒而形成的臟、亂、差局面,并減少農(nóng)村火災(zāi)隱患。
(3)儲(chǔ)運(yùn)方便。秸稈密度低、體積大,存儲(chǔ)占用場地大,而壓制后的秸稈塊密
度在1.2t/m3以上,占地少,方便運(yùn)輸和儲(chǔ)存。
3)生產(chǎn)方法、工藝流程和主要設(shè)備選擇
秸稈經(jīng)切碎加工后烘干,再經(jīng)旋風(fēng)分離器分離掉塵土后粉碎并與配料混合,然后經(jīng)制粒、冷卻、分級(jí)、稱重后打包入庫。
(1)原料烘干。通過烘干設(shè)備減少秸稈粉料中的水分,含水率在15%~20%的粉料壓縮成型效果最好。
(2)秸稈粉碎。根據(jù)秸稈固化設(shè)備的加工要求,將各種秸稈粉碎成適合的長度。秸稈粉碎的大小和粉碎質(zhì)量直接影響壓縮成型效果、生產(chǎn)效率和動(dòng)力消耗。根據(jù)成型設(shè)備模孔的大小,壓塊成型的物料粉碎長度一般要求為4~6mm,顆粒成型的物料粉碎長度以1~1. 5mm為宜。
(3)環(huán)模制粒。物料通過輸送機(jī)送到
斗式提升機(jī),經(jīng)提升機(jī)送至制粒機(jī)上部的上料機(jī),上料機(jī)將物料均勻送到
秸稈顆粒機(jī)內(nèi)。制粒室內(nèi),通過
顆粒機(jī)環(huán)模、
壓輥將秸稈粉料擠壓成型,形成熱值高、密度小的塊狀或顆粒燃料。
(4)冷卻。經(jīng)過皮帶輸送機(jī)將成型燃料送至冷卻干燥機(jī)進(jìn)行冷卻、干燥。移3鏈板帶動(dòng)顆粒移動(dòng),下部有進(jìn)風(fēng)口,上部設(shè)有風(fēng)機(jī),向外抽出濕空氣,經(jīng)過2~3min,干燥、冷卻完成。
(5)分級(jí)、稱重、裝袋、入庫。通過振動(dòng)分級(jí)篩將顆粒燃料按不同質(zhì)量進(jìn)行分級(jí),此后進(jìn)行包裝入庫保存。
4)建廠成本與效益估算
建設(shè)一個(gè)年產(chǎn)2000t的秸稈顆粒燃料廠,可滿足1000戶農(nóng)民一年的炊事、取暖之用,只需投資25萬元其中2臺(tái)設(shè)備投入16萬元,流動(dòng)資金9萬元,不足一年即可收回投資,見下表;
年產(chǎn)2000t秸稈顆粒燃料廠成本與效益 |
明細(xì) |
金額 |
內(nèi)容 |
投資總額 |
25萬元 |
設(shè)備投資16萬元,流動(dòng)資金9萬元 |
日產(chǎn)量 |
6t |
2臺(tái)機(jī)組,生產(chǎn)率300kg/h,日工作10h |
原材料(秸稈) |
70元/t |
每噸60元,另加10%水分損耗 |
電費(fèi) |
120元/t |
82kw,0.65/(kwh),農(nóng)用店家,10h計(jì)算 |
人員工資 |
60元/t |
8人組合 |
運(yùn)費(fèi) |
60元/t |
空車配貨 |
包裝費(fèi) |
16元/t |
每噸20袋,每袋50kg,每袋0.8元 |
設(shè)備磨損費(fèi) |
16元/d |
按每天16元計(jì)算 |
其他雜費(fèi) |
20元/d |
綜合費(fèi)用 |
綜合成本 |
332元/t |
- |
銷售單價(jià) |
480元/t |
- |
利潤 |
148元/t |
- |
年利潤 |
29.3萬元 |
- |
農(nóng)村自制土灶秸稈熱效率為20%~25%,節(jié)柴灶熱效率也僅為38%~40%經(jīng)測(cè)算,生物質(zhì)燃料燃燒的熱效率為87%~89%,因此使用專用燃燒器燃用生物質(zhì)燃料可提高熱效率達(dá)47%,也就是說,原來500kg的秸稈夠農(nóng)戶燒一個(gè)月,若加工成燃料,一天用2~3kg即可,一年1.5t的秸稈就足夠了。那么一個(gè)年產(chǎn)2000t的秸稈顆粒燃料廠可滿足1000戶農(nóng)民一年的炊事、采暖。
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