中國作為一個迅速崛起的發(fā)展中農(nóng)業(yè)大國，在保護(hù)環(huán)境的前提下，實現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長，必須改變傳統(tǒng)的能源生產(chǎn)和消費方式，開發(fā)利用生物質(zhì)資源，生產(chǎn)清潔能源是一項必然的選擇。秸稈作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)品，是生物質(zhì)資源的重要組成部分，是可再生而且潔凈的能源資源，近年來隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和農(nóng)民收入的增加，農(nóng)村生活用能源中商品能源的比例增加，燃燒秸稈成為被替代的對象，田間地頭或田間焚燒的秸稈量逐年增加，這種污染在收獲季節(jié)集中排放，使得短時間內(nèi)大氣質(zhì)量嚴(yán)重惡化，成為一個嚴(yán)重的社會問題，作者研究了將松散的秸稈壓制成一定密度成型棒（塊）用作鍋爐燃料的關(guān)鍵技術(shù)，該技術(shù)不僅可以提高農(nóng)民收入，實現(xiàn)農(nóng)村能源的可持續(xù)發(fā)展，而且減少了環(huán)境的污染。
1、材料與方法
1.1原料與設(shè)備
1.1.1試驗原料粉碎后的各種作物秸稈：棉花稈、玉米秸、小麥秸、玉米芯等．
1.1.2試驗設(shè)備
秸稈粉碎機、液壓驅(qū)動式
秸稈壓塊機及秸稈成型燃料燃爐，即改制的0.8t立式鍋爐配備噴淋式除塵器．
1.2試驗方法
試驗過程為：秸稈原料→粉碎→自然曬干（或烘干）→成型試驗→燃爐燃燒試驗．
(1)原料由秸稈粉碎機粉碎成6～10 mm的粒度．
(2)秸稈經(jīng)自然曬干或烘干后的含水率為6%～18%．
(3)調(diào)節(jié)成型溫度、保型時間、成型套筒錐角及錐長等參數(shù)，在成型機上進(jìn)行成型試驗，測定并繪出所需的成型壓強（油缸油壓）曲線，找出能耗最低時的成型壓強、成型溫度、保型時間、成型套錐角及錐長等秸稈最佳成型條件．
(4)通過燃燒試驗，找出燃燒效果最佳的秸稈成型棒（塊）密度，并測定出排放的氣體中各種成份的含量．
2、結(jié)果與分析
2.1秸稈成型影響因素分析
2.1.1 成型溫度 成型溫度與成型壓強的關(guān)系見圖2，由圖2可以看出，秸稈成型溫度在140～200℃時，成型壓強為4～ 8MPa，溫度過高，成型壓強降低的并不明顯，但會使成型套筒材料產(chǎn)生退火現(xiàn)象，使用壽命降低．當(dāng)秸稈原料含水率較高時，成型溫度高還會引起“放氣”或“放炮”現(xiàn)象，中斷成型，由此可見，適宜的成型溫度為160～ 200℃．
2.1.2秸稈含水率液壓驅(qū)動式秸稈成型機，因采用活塞套筒及沖桿擠壓成型，往復(fù)運動速度較低，秸稈與套筒內(nèi)壁之間的磨損量較個，可提高套筒的使用壽命，對秸稈的含水率要求不太嚴(yán)格，經(jīng)試驗，秸稈的含水率在7%～14%之間均有良好的成型效果，自然干燥后的秸稈即可進(jìn)行成型，所需壓力也較小(圖3).
2.1.3成型套錐角與錐長成型套錐角與錐長的大小直接影響每次喂入秸稈前后的體積之比、成型壓強及成型棒（塊）的密度．秸稈種類不同，所需的成型壓強、成型套錐角和錐長也不相同．當(dāng)成型套錐角一定時，增加成型套的錐長，或成型套錐長一定，增加成型套的錐角，成型后所得成型棒（塊）的密度都較大，所需的成型壓強也較高，消耗能量大，保型筒外部設(shè)有夾緊套，用于調(diào)節(jié)成型筒的錐角，該機選用的錐角為4～200，錐長為17～ 74 mm.
2.1.4保型時間 液壓驅(qū)動式秸稈成型機是采用左右2套活塞套筒往復(fù)擠壓成型的，當(dāng)活塞沖桿向一端移動停止時，被壓縮的秸稈原料進(jìn)入保型筒內(nèi)，需保型一段時間以便成型，然后被再次進(jìn)入保型筒前部的秸稈依次推出成為捧狀．保型時間或保型筒長度越長，保證成型所需的最低成型壓強越小，能耗也較小，保型時間與保型筒長度和生產(chǎn)率有關(guān)，當(dāng)保型時間一定時，生產(chǎn)率越高，保型筒長度應(yīng)適當(dāng)加長．
2.2燃燒性能測試與產(chǎn)業(yè)化分析
2.2.1秸稈成型棒（塊）燃爐燃燒性能測試成型后的秸稈成型棒（塊）放入0.8 t立式鍋爐中燃燒，通過噴淋式除塵器后，廢氣由煙囪中排出，經(jīng)試驗，秸稈成型棒（塊）的密度在1.0～ 1.1 g cm-3時，其燃燒效果最好；燃燒室溫度達(dá)1 060℃；燃燒速度比煤快10%以上；正常燃燒狀態(tài)下，煙囪中無灰塵和黑煙排出，1次加入秸稈成型棒（塊）5 kg，關(guān)閉風(fēng)門后，可保持4h以上不滅．煙氣中的CO，C02，S02，NO。等成份的測試結(jié)果見表1．由表1可以看出，煙塵的排放濃度為138 mg m-3，SO，排放濃度為75 mg m-3，大大低于《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》( GWPB3 - 1999)的標(biāo)準(zhǔn)極限，達(dá)到了環(huán)保要求．
2.2.2產(chǎn)業(yè)化趨勢分析 秸稈從粉碎一成型一燃燒所需設(shè)備必須配套，才能在農(nóng)村、城鎮(zhèn)中形成產(chǎn)業(yè)推廣應(yīng)用．
(1)從秸稈資源產(chǎn)量看，廣大農(nóng)村和鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)各種秸稈，產(chǎn)量大，秸稈經(jīng)過熱壓成型可提高熱利用率，減少空氣環(huán)境的污染，燃燒速度比煤快，節(jié)省時間，可使秸稈成為高品位的能源產(chǎn)品加以利用．
(2)符合國家環(huán)保政策要求，多數(shù)地區(qū)都采取了禁燒秸稈的措施，大中城市己基本全部取締2t以下的燃煤鍋爐，改燃清潔燃料（天然氣或用電），而清潔燃料的成本較高，當(dāng)秸稈成型機生產(chǎn)率在200 kg h-1時，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)效益計算，秸稈成型棒（塊）的價格在180元t-l左右[4，5]，與煤價相當(dāng)，熱值略低于煤，給秸稈利用找到了一條途徑，也給目前城鎮(zhèn)中2 t以下燃煤鍋爐的能源問題找到了出路．
(3)灰塵及其它指標(biāo)的排放也比煤低，可實現(xiàn)C02，S02降排，減少溫室效應(yīng)，是保護(hù)生態(tài)環(huán)境的有效方法，環(huán)保效益明顯．
(4)
秸稈粉碎機、生物質(zhì)成型機的加工工藝并不復(fù)雜，成本較低，成型機易損件的使用壽命在200 h以上，粉
碎與成型單位產(chǎn)品能耗可降至71kW h t-l，秸稈的粉碎和成型放在農(nóng)區(qū)，可以降低秸稈原料的運輸成本和成型費用，農(nóng)民購置一套成型設(shè)備可在短時間內(nèi)收回成本，完全可以在農(nóng)村中推廣應(yīng)用，燃爐的應(yīng)用可設(shè)在中、小城鎮(zhèn)或農(nóng)村，這樣秸稈從粉碎、成型到燃燒，即可形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)．
(5)據(jù)國際可再生能源組織的預(yù)測，地下石油、天然氣及煤的貯量，只夠用60 a左右，到2050年，生物質(zhì)可再生能源的利用率必須達(dá)到40%以上，秸稈屬于生物質(zhì)可再生能源，熱壓成型后作燃料，使其得到高品位利用，是未來可再生能源的發(fā)展方向．
3、結(jié)論
液壓驅(qū)動式
秸稈壓塊機成型時秸稈的適宜含水率為7%～14%;成型溫度為160～200℃；因采用活塞套筒雙向擠壓間歇成型，可有效地降低單位產(chǎn)品的能耗，延長易損件的使用壽命；成型的秸稈種類不同，只需調(diào)換不同錐角和錐長的成型套筒，配合夾緊套微調(diào)錐角，即可改變成型后秸稈棒（塊）的密度：適當(dāng)?shù)谋Ｐ蜁r間可提高成型效果，當(dāng)秸稈棒（塊）成型密度為1.0～1.1gcm-3時，其燃燒效果較好，燃燒速度比煤快，煙氣中的CO2，CO，SO2及NO。的排放均達(dá)到國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，可取代煤在燃爐中燃燒，從而解決秸稈荒燒問題，減少空氣污染，有顯著的環(huán)保效益；根據(jù)目前國際生物質(zhì)能源的利用現(xiàn)狀及未來可再生能源的發(fā)展，秸稈成型機在中國農(nóng)村、城鎮(zhèn)中進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，有廣闊的應(yīng)用前景。
