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秸秆成型机在未来节能中的可行性报告

2019-2-18 21:39:49      点击:

一、秸秆成型现实意义

  资源和环境的协调发展是当今国际社会共同关注的重大问题,20世纪以来,人类在创造巨大的财富的同时,由于资源的过度消耗、环境污染和生态恶化等,导致了人类生存的条件受到威胁,经济社会发展严重受阻,可持续发展的基础受到破坏。在这种严峻形势下,面临人类社会的共同挑战,去探求资源和环境协调发展的新模式是当今全球的共识,也是全人类的共同任务。

200910月,中共中央国务院颁发了<关于推进社会主义新农村建设的若干意见>l号文件,明确了建设社会主义新农村的发展目标,也明确的要求各级党委和政府要把三农工作放在重中之重,切实把建设社会主义新农村的何项任务落实在实处加快农村全面小康和现代化建设步伐。并在文件中两次强调加强推广秸秆气化、固化成型,开发生物质能源和生物基

200910日,中华人民共和国《可再生能源法》正式实施了。这充分地说明了国家对环境保护的重视程度以及对可再生能源项目的鼓励与支持。能源问题关系到国家经济发展的进程,面对日渐枯竭的矿物能源,中国必须从以发展矿物能源为主,转变到发展太阳能和生物质能以及其它可再生能源为主。

   2010819日国家发改委首次召开《可再生生物质能源的开发和利用》的会议,对开发、利用、生产可再生生物质能源的企业和个人给予在财政、税收等大量的扶持政策。

   201010月,中共中央国务院颁发了<关于推进社会主义新农村建设的若干意见>1号文件,再次提出推进生物质产业发展。以生物能源、生物基产品和生物质原料为主要内容的生物质产业,是拓展农业功能、促进资源高效利用的朝阳产业。加快开发以农作物秸秆等为主要原料的生物质燃料、肥料、饲料,启动农作物秸秆生物气化和固化成型燃料试点项目,支持秸秆饲料化利用。加强生物质产业技术研发、示范、储备和推广,组织实施农林生物质科技工程。鼓励有条件的地方利用荒山、荒地等资源,发展生物质原料作物种植。加快制定有利于生物质产业发展的扶持政策。

    目前,全球的资源枯竭,石油及煤炭原材料价格的不断上涨,已经使我们的生产、生活受到了威胁,也是国家的国民经济的可持续发展受到了制约。石油、煤炭所含的有毒气体(二氧化碳、二氧化硫)严重的污染了生态环境,使我们地球自然灾害频频发生,温室效应越来越严重。再由矿物能源来满足六亿农民燃料需求,也是我国资源、。国力和环境所不能负担的,开发生物质可再生能源已是当务之急。可再生生物质能源在过去一直是农村的主要能源之一,大多是被直接燃烧掉,比较成型的利用模式就是沼气,通过一家一户或者一村一处建沼气池。沼气的利用在农村推广己30余年,因其自身因素,收效甚微。在国外,欧美等发达国家主要是用来发电。在我国,生物质发电项目刚开始起步,生物质燃料是生物质能源利用的未来的发展方向和趋势。

   我国是农业大国,农作物的种类很多,数量较大。水稻、玉米和小麦是三种主要的农作物,其产生的废弃物一秸秆是我国主要的生物质能资源之一。我国农作物秸秆产量丰富,约为6.04亿吨,利用起来相当于3.1亿吨标准煤。由于目前这些农作物秸秆没有得到充分利用,现今农作物秸秆大量的焚烧已成为一个重大的社会课题,不仅白白浪费掉资源,而且严重的污染了环境,甚至影响到公路交通及飞机的正常起降,因此对农作物秸秆固化成型技术的研究是当务之急,生物质秸秆的产量大,分散广,形体轻,长距离收集利用费用不合算,因此,秸秆的固化压缩成型是解决这个问题的好办法

二、秸秆成型机介绍

1、设备介绍:

该设备利用环模或平模技术使铡短的秸秆在型腔内连续受力挤压成型,压缩后体积缩小615倍,密度达到0.61.2/立方厘米,从而克服了秸秆重量轻、体积大的特点,变为便于储存运输,附加值极高的商品。该设备在设计上进行了多项大的技术创新。创新点首先是在固化成型之前,配有一套对生物质秸杆进行挤压、碾切,结构破坏与体积密实的进料机构,该机构有三种辊筒组成。这样在整个的生物秸杆固化成型流程中,就省去了预先粉碎、烘干两种工艺流程,使切碎、压块和烘干三工艺的一体化,大大简化了设备。设备由原来的多台套简化为单台机组。不仅降低了整个工艺系统的成本,而且对秸杆含水率的要求变宽,辊子的轧压就可除去较多的水分。

该设备主要工作部件有环模挤压盘、行星挤压辊组成,挤压盘改用耐磨合金精铸,工艺简单,延长其工作寿命,易于加工和更换,降低生产成本。同时对行星挤压辊结构进行了改进,采偏心结构原理便于调整压辊与压盘之间的间隙。因为在长期使用中由于压辊和盘的接触磨损,产生较大的间隙使挤压效率下降,因此必须做到对二者间隙的调整,如果间隙得不到调整就必须更换新的压辊,从而导致太大的浪费。

2秸秆成型机设备技术参数:

             型号

参数 CXJ-1000P CXJ-1500P CXJ-600H 

电机功率 22KW 30KW 30KW 

时生产能力 500-1000kg 800-1500kg 500-650kg 

外型尺寸 2000×900×1600mm 2000×900×1600mm 2200×1500×1200 mm 

设备重量 1300kg 1500kg 1900kg 

原料长度 5-50mm 5-50mm 20-50mm 

原料含水率 15-30% 15-30% 15-30% 

成品型状 φ33圆柱 φ33圆柱 32×46×(20--60) mm 

成品密度 0.6-1.4g/cm3 0.6-1.4g/cm3 0.9-1.4g/ cm3 

成品热量 3500-5000kcal 3500-5000kcal 3500-5000kcal 



3秸秆成型机特点:

A、经济适用:投资小,耗能少,效率高,见效快;

   B、操作简单:体积小,易安装,性能稳定,经久耐用,安全可靠,操作简单,适应场地简单;

   C、政策支持:新的洁净能源,可再生资源,符合国家环保及建设新农村政策;

   D、致富新途径:解决闲散劳力过剩,市场需求广阔,原料价格低廉、充足且可再生。

三、秸秆块应用

1、概述

压块后的秸秆首选的出路可以用于饲喂草食牲畜。玉米秸等块状饲料在设备内成型过程中会摩擦生热(达到200)使饲草熟化,口感好,更有利于食草动物消化,而且适应远程运输,更便于大范围调运使用。

  秸秆压块后的更大出路在于当作燃料广泛应用于家用取暖炉、工业锅炉及秸秆发电。秸秆在压缩成型后,其密度强度和燃烧性都有了本质的改善,密度达到0.61.2/立方厘米,热值在3700-4700kcal/kg左右,有效地提高了容重、热值和燃烧性能,大大提高了生物质的燃料品味。将秸秆成型块产品放入0.8吨立式锅炉中燃烧,经试验,秸秆成型块的密度在0.91.1g/cm3时,其燃烧效果最好,燃烧室温度达1060℃,燃烧速度比煤快15%以上,正常燃烧状态下,烟囱中无灰尘和灰烟排出,1次加入秸秆成型块5公斤,关闭风门后,可保持4h以上不熄灭。烟气中的COCO2SO2NOx等成分指标的测试烟尘的排放浓度为138mg/Nm3SO2排放浓度仅为75mg/Nm3,大大低于《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。 

2、生物质固化燃料的燃烧特性:

A、固化燃料密度大,使原料从松散物料到致密无间,从而限制了挥发物溢出速度,延长了挥发物的燃烧时间,燃烧反映大部分只在固化燃料的表面进行,燃烧状况属于静态渗透式扩散燃烧,类似于型煤的燃烧过程。

B、固化燃料既保留了原生物质所具有的易燃、无污染等优良性能,又具有耐烧特性。

C、因固化燃料质地密实,能量聚积,挥发物溢出后剩余的炭结构也相对紧密,在燃烧过程中可清楚地观察到,蓝色火焰包裹着明亮的炭块,炉温大大提高,燃烧时间明显延长。

D、整个燃烧过程的需氧量趋于平衡,燃烧过程比较稳定。

 3、压块技术优点:

A、密度大、体积小:一般敖生物质燃料的密度为30—50kgm3,而本产品密度为8001300kgm3,约为散生物质的6-15倍。

B、热效高、燃烧好:生物质散烧的热利用率仅为l0%~20,固化后燃烧热利用率可达40%以上,生物质固化燃料热值可达37005000KcaLkg,火力强旺,用16.5kg燃料60min,燃烧热效率可达50%以上。

C、清洁卫生、无污染:生物质固化燃烧在燃烧过程中可达零排放,不排渣、无烟、余气无二氧化碳等有害气体,不污染环境。

四、社会效益及经济效益分析:

    我国有着丰富的农作物秸秆、薪柴等生物资源,仅农作物秸秆产量就达6-7亿吨,而利用率尚不足30%,这一生物质资源的开发利用潜力十分巨大。当今煤炭、石油等矿物能源十分紧缺的情况下,生物质燃块的广泛应用,对解决我国广大农村能源问题起到重作用。生物质燃料与矿物质燃料相比对环境污染小、易取、价廉、资源丰富,只要有绿色植物地方年复一年的生长,这一资源就永不会枯竭。

通过秸秆成型机,既可以改善农村的生活环境,也可以增加农民的收入,将农作物收获后的秸秆直接转为收入,为每户农民增加了一个新的收入增长点。

  一台秸秆成型机可以决3000亩地的秸杆焚烧问题。一台秸秆成型机,一年可使每户农民每亩土地增收100元 左右 ,可为吴家村一年创造财富30多万元。让每户农民真正拥有一个属于自己的取之不尽、用之不竭的绿色银行,一个年复一年、年年生长的绿色煤矿

 

秸秆成型机的主要技术指标及效益分析如下:

单班每天可生产4吨          500-600/

原料收购(干料)            150-220/

每吨电耗                    50-60/

原料铡切                    50/

人工费(3人)              10-15/

每吨纯收入                  240-305/

年收入                      360000-4575

    一台秸秆成型机,能解决周围三个村庄秸秆问题。不仅保护了环境,也解决了整个村庄的卫生环境状况。同时也为可再生生物质能源的开发利用开辟了一个商业化、产业化的新途径,极大的方便了生物质燃料的推广普及和储运。

五、秸秆成型机应用前景:

(1)从秸秆资源产量看,广大农村和乡镇的各种秸秆产量大、范围广。中国农作物秸秆的产量达6—7亿吨,主要包括玉米、小麦、水稻、大麦和油料等作物的秸秆。我国每年生产的农作物秸秆总量约占全世界总量的20%~30%。秸秆经过热压成型达到一定的密度后,再燃烧可提高燃烧温度和热利用率,减少空气环境的污染,燃烧速度快,节省了时间,可使秸秆成为高品位的能源产品加以利用。

(2)符合国家的环保政策,多数地区都采取了禁烧秸秆的措施,大中城市已基本取缔了2吨以下的燃煤锅炉,改燃清洁燃料(天然气、油或电),而清洁燃料的成本较高。由生物质秸秆而生产的秸秆燃料块是完全可以替代煤作为城镇中4吨以下燃煤锅炉的燃料,既为企业降低了生产生活成本,也为秸秆的利用、变废为宝提供了一个商业化产业化的新途径。

(3)灰尘及其它指标的排放也比煤低,可实现C02S02降排,减少温室效应,是保护生态环境的有效方法,环保效益明显。

(4)秸秆成型机在使用中的加工生产工艺并不复杂,成本较低,粉碎与成型单位产品能耗可降至每吨25千瓦小时以下,以村为单位,将秸秆的粉碎和成型放在农区,可以降低秸秆原料的运输成本和成型费用,农民购置一套成型设备可在1年时间内收回成本并产生丰厚的利润,因此,秸秆固化成型压块技术完全可以在农村中推广应用。

(5)据国际可再生能源组织的预测,地下石油、天然气及煤的贮量,按日前的利用速率只够用50年左右。因此,秸秆类生物质可再生能源热压成型后作燃料,使其得到高品位的利用,是未来可再生能源、缘源的一个发展方向。

   综上所述,我国是个农业大国,农作物秸秆产量高,多达6.04亿吨,而我国的煤炭资源越开越少,煤炭价格上扬已成为不争的事实,国家面临着能源奇缺的危机,特别是农村面对着廉价的生物秸秆不用而去化高价去买煤炭是得不偿失的。各类农作物秸秆和各种工业生物质垃圾等生物质原料一方面是主要的污染源,同时也是极为重要的可再生资源。秸秆和生物质垃圾处理已经成为了一个重大的社会课题,成了社会的一个顽疾。究其原因,是为解决农村秸秆和生物质垃圾问题所采用的技术及配合措施对秸秆产生及农村生产生活特点缺乏针对性。秸秆的特点是量大、分散、形体轻,长距离收集利用费用不合算,因此,秸秆的工业化利用首先要解决的就是秸秆的固化压缩问题。秸秆压块成型,应该是解决这个问题的首选办法。