了污染，又获得了能源。秸秆稻壳 蔗渣等农林废弃物，直接发电或通过热解气化供热发电的装臵在北美西欧日本和巴西等许多地区和国家屡见不鲜，在美国即有近 万千瓦的装机利用液化技术将生物质转换成液体燃料替代石油 是科学家的长期愿望，年代已在巴美等国家实现。 据估计，未来的十年里将是世纪各国大力发展生物质能的关键时 期，国际上发达国家主要把目标集中在生物质压缩制取成型燃料发电 技术上，美国生物质发电量以的速度增长，预计年将达到 ，欧盟生物质占能源总消耗的，预计年以后将增加至 ，荷兰则要求到年生物质发电量达。英国预计到 年前生物质可满足能源总需求量的。 国内稻壳的利用现状 我国在稻壳燃料方面起步较晚，但国家能源部农业部及各地方 政府对稻壳燃烧技术非常重视，并投巨资进行试点，预计稻壳燃料在 年内会有较大发展。 随着人们生活水平的逐步提高人们的环保意识日益增强。用最新 生物质能转换技术生产生物质成型燃料和生物质燃烧器，其燃烧成本 已降到与煤等同，省去了燃煤增加的环保治理费用，已被广大用户认 可。其排放量近似零排放，得到了全社会的欢迎。随着城市 化向着洁净生态环保方向的快速发展，对这种新型洁净能源需求日 益增大。近几年来，我国经济水平较高的发达城市如上海北京天 津青岛济南南京等地对新型环保低成本能源需求最为迫切。尤 其是近两年开始禁止在市内使用煤做采暖和工业燃料，进城公里 之内不许烧煤，很多住宅和工厂不得不使用电气油做主要热源， 成本相当昂贵，这样就迫切的需要大量的像生物质固体燃料这样廉价 且环保的绿色产品。据估计，国内在两三年内每年需固体燃料 万吨左右，而且以后还会增加。 市场需求分析生物质能直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭石 油和天然气而居于世界能源消费总量的第四位能源，在整个能源系统 中占有重要地位。有关专家统计，生物质能极有可能成为未来可持续 能源系统的组成部分，到下世纪种业，采用新技术生产的各种生物质 替代燃料将占全球总能耗的以上。 目前人类对生物质能的利用，包括直接用作燃料的有农作物的秸 秆稻壳等间接作为燃料的农林废弃物动物粪便垃圾及藻类等， 他们通过微生物作用生成沼气，或采用热解法制造液体和气体燃料， 也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。据估计， 每年地球上仅通过光合作用生成的生物质能总量就达亿吨，其 能量相当于世纪年代初全世界总能耗的倍。但是尚未被 人类合理利用，多半直接当薪柴使用，效率低，影响生态环境。现代 生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷，用热解法生成燃 料气生物油和生物炭，用生物质制造乙醇和甲醇燃料，以及利用生 物工程技术培育能源植物，发展能源农场。 我国是个人口大国，又是个经济迅速发展的国家，世纪 将面临着经济增长与能源需求的矛盾以及环境保护的多重压力。因此 改变能源生产和消费方式，开发利用生物质等可再生能源对建立可持 续发展的能源系统，促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。 农作物稻壳压缩制取成型燃料不仅能够大大加快企业建设进程， 满足大城市对优质能源的迫切需求，同时也可以在乡镇企业等生产领 域中得到应用。由于中国人多众多，常规能源不可能完全满足广大人 民日益增长的需求，而且由于国际上正在制订各种有关环境问题的公 约，限制二氧化碳等温室气体的排放，这对以煤炭为主的国家来说是 不利的。我国发展农作物资源潜力巨大，而且具备了定的基础。稻 壳能源化利用初见成效，到年，全国已建成座总装机容量的稻壳发电集群，稻壳固化成型燃料已开展小规模试点。 方面，我国能源面临着严重的短缺危机，能源需求巨大另方面， 我国农业作物稻壳原料充足，只是开发利用的技术还有待提高，新能 源消费的模式也较发到国家有较大差距。因此，立足于农村现有的资 源，抓紧实施农作物稻壳制取成型燃料即减少排放保护环境，又可 实现农村的可持续发展，是农村的迫切需求，市场前景十分广阔。 项目建设规模 该项目依托米业稻壳资源，对米业生产的稻壳进行深加工，生产 稻壳碳棒实现生物质能源再利用，从而为企业创造经济效益。拟建设 稻壳存储罩棚，炭棒成品罩棚，炭棒加工车间， 年产机制炭棒成型燃料万吨，配套设备主要有压缩成型机，热风式 干燥剂等专用设备。 产品 碳棒燃料优点 密度大密度为每立方米公斤，与优质原煤的密度相当。 热值为每公斤大卡，相当于原煤的热值。 与优质原煤的挥发份相当。 燃烧时间长与同热值的优质原煤燃烧时间相近，大约 吨 稻壳燃料棒相当于吨煤。 环境性能好基本不含硫，有益身体健康，保护生态环境。 使用方便生产的稻壳燃料棒规格为直径公分，长公 分左右，便于使用运输和贮存，只要不受潮，防止雨淋即可。 价格低廉当今全球煤炭价格日益上涨，而我厂生产稻壳燃 料棒售价平均每吨比原煤还便宜约元。国家保护，前景广阔稻壳燃料棒将稻壳废物充分利用，造 福人类，利国利民，国家政策支持，有文件规定不收税。 产品销售价格 基于目前煤炭价格节节攀升，市场上煤炭加上运费，平均达到 元吨，稻壳估价元，经过认真的市 料，提高能源密度，不仅解决了上述问题，而且可以形成商品能源。 例如，将松散的稻壳等米业加工厂废弃物挤压成固体碳棒燃料，它的 密度为，稻壳燃料棒规格为直径公分，长公分 左右，便于使用运输和贮存，能源密度优质原煤，燃烧时间长，与 同热值的优质原煤燃烧时间相近。 在最近的十几年中，针对生物质成型燃料的种类热值灰分含 量颗粒尺寸和加热系统，各国分别开发了不同的采暖炉和热水锅炉，而且可以应用配套的自动上料系统。实际上，早在世纪年代， 美国就开始研究生物质压缩成型机。在年代中期，随着开发了自 动化程度相当高的家用生物质成型燃料炉具，生物质成型燃料产业逐 步被建立起来，家用生物质采暖炉的销量自年逐渐上升，并于 年达到了高峰。在年，每年生物质成型燃料销售总 量约万吨，占美国住宅取暖需求量的。在瑞典挪威 丹麦和奥地利等欧洲国家也广泛应用了生物质成型燃料。 碳棒成型原理 稻壳压缩碳棒成型燃技术是指在定温度与压力作用下，将松散 的稻壳，经过干燥后，压制成规格为圆柱型中空密度较大的碳棒燃 料新技术。各种农林废物主要由纤维素半纤维素和木质素组成。木 质素为光合作用形成的天然聚合体，具有复杂的三维结构，属于高分 子化合物，它在植物中的含量般为。木质素不是晶体， 没有熔点但有软化点，当温度为‴时开始软化，木质素有 定的黏度在‴呈熔融状黏度高，此时施加定的压力， 增强分子间的内聚田径，可将它与纤维素紧密粘接并与相邻颗粒互相 黏结，使植物体变得致密均匀，体积大幅度减少，密度显增加。当取 消部压力后，由于非弹性的纤维分子之间的相互缠绕，般不能恢复 原来的结构和形状。在冷却以后强度增加，成为成型燃料。压缩时如 果对植物质原料进行加热，有利于减少成型时的挤压力。 对于木质素含量较低的原料，在压缩成型过程中，可掺入少量的 黏结剂，使成型燃料保持给定形状。当加入黏结剂时，原料颗料表面 会形成连锁的结构。这种成型方法所需的压力较小，可供选择的黏结 剂包括黏土淀粉糖蜜植物油和造纸黑液等。压缩成型生产工艺 工艺流程 加热压缩成型工艺是目前普遍采用的稻壳固体成型方法之。 其工艺流程主要包括原料收集干燥输送成型冷却包装等工 序见图，各工序的主要功能为 干燥 原料收集后利用热气流输送设备对原料输送的同时进行干燥，降 低原料的含水率，以降低能耗。稻壳的含水率在之间，般通 过热风式气流干燥机进行烘干，将原料的含水率降低至以下。如 果原料太干，压缩过程中颗料表面的炭化和龟裂有可能会引起自然 而原料水分过高时，加热过程中产生的水蒸气就不能顺利排出，会增 加体积，降低机械强度。 原料暂存 原料经过热风干燥机的气流输送至原料暂存仓内，保证原料喂料 连续流畅。并通过管道自由落入压块成型机进料斗内。并利用除尘器 将热风中的灰尘除去，保护工作环境及操作人员的身体健康。 压块成型 利用螺旋挤压式成型机对原料进行成型。 冷却 成型燃料充分暴露在大气中，实现自然冷却。 原料收集气流输送原料暂存 固化成型 热风干燥 成品冷却计量包装成品入库 图稻壳固体成型工艺流程包装 对成型燃料进行计量并统包装。 工艺参数 原料含水率 原料含水率对燃料的成型过程及产品质量影响较大。在热压成型 过程中，含水率过高，会引起喂料堵塞现象，成型过程中影响热量传 递，并增大物料与模具间的摩擦，严重时会产生爆鸣加热过程中产 生的蒸汽不能顺利排出，还会造成成型燃料表面干裂。但含水率过低， 会影响木质素的软化液化，原料颗粒之间的摩擦和抗压强度增大， 成型也困难，还会造成成型机能力消耗增加。 因此原料的含水率过高或过低都不能很好成型。对于碳棒成型燃 料所要求的含水率应小于左右。此种状态下碳棒燃料的成型率 成型效率密度表面光洁度等指标均较为理想。 成型压力 成型压力是稻壳固体成型的关键工艺参数之，也是压缩成型的 基本条件和要求。对原料在成型机内施加压力的主要作用有三个方 面。是对原料的物相结构进行破坏，并重新组合二是增强原料分 子间的作用力，使稻壳原料致密均实，提高成型燃料的强度和刚度 三是为压缩成型提供动力。 模具形状与尺寸 模具形状与尺寸对成型过程有着重要的影响。就螺旋挤压成型机 而言，在机内螺杆与成型套筒配合，形成压缩副。实验表明，当螺杆 第个螺纹进入套筒深度为