浙江省农作物秸秆综合利用主推技术秸秆固化成型燃料化利用技术

浙江省农业生态与能源办公室 （310012） 邵建均 葛佳颖 裘一冰

农作物秸秆是农业生产中数量最大的副产品，是一种大量的永续性的宝贵资源。我国是农业大国，玉米、小麦、棉花、水稻等各种农作物秸秆资源十分丰富，每年农作物秸秆总量约7亿吨，但秸秆在作为饲料、肥料、燃料及工业原材料等综合利用方面仅占33%左右，大量秸秆被直接焚烧或丢弃在田间地头，造成极大的资源浪费与环境污染。合理利用农作物秸秆对促进农民增收、环境保护、资源节约等都具有重要意义。现将秸秆固化成型燃料化利用的技术要点介绍如下。

1．技术概述

（1）技术原理 秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。该技术就是利用秸秆中的木质素充当黏合剂将松散的秸秆等农林剩余物挤压成颗粒、块状或棒状等成型燃料，具有高效、洁净、点火容易、二氧化碳零排放、便于贮运、易于实现产业化和规模应用等优点。

（2）技术流程 农林废弃物的固化成型技术按生产工艺分为黏结成型、压缩颗粒燃料和热固体成型工艺。固化成型燃料化利用环节包括：秸秆捆扎或打包—秸秆收贮运—秸秆粉碎、烘干—固化成型燃料生产—成型燃料利用。其工艺流程可用下图表示。 成型燃料

（3）技术要点 ①含水率控制。秸秆的含水率在20%～40%，通过自然晾晒或烘干进行干燥，生物质颗粒加工用秸秆含水率控制在15%～20%左右，棒状成型燃料加工用秸秆含水率需降低至8%～10%，块状成型燃料加工用秸秆含水率需控制在10%～15%左右。如果原料太干，压缩过程中颗粒表面的炭化和龟裂有可能会引起自燃；而水分过高时，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。②粉碎。木屑及稻壳等原料的粒度较小，经筛选后可直接使用。而秸秆类原料则需通过粉碎机进行粉碎处理，通常使用锤片式粉碎机，粉碎的粒度由成型燃料的尺寸和成型工艺所决定。③成型。生物质通过固化成型，一般不使用添加剂，此时木质素充当了黏合剂。

2．燃料特点和应用

（1）燃料特点 ①具有较高的挥发分含量。农作物秸秆中的挥发分一般在76%～86%，其存储了超过三分之二的热量，且一般在200～300℃时开始析出。②灰分含量高。由于秸秆类生物质中的灰分含量通常较高，因此颗粒燃料的灰分沉积速度大大超过煤的燃烧，有的甚至超出煤炭大约一个数量级，积灰中通常含有大量的氯化物。③结渣现象严重。在秸秆生长过程中，会吸收一定量的碱金属元素，其以盐或氧化物的形式存在于生物质机体内。当成型燃料燃烧达到的温度远远高于灰熔点温度时，炉底的秸秆灰在800～900℃时就开始软化，温度过高时灰分会全部或者部分发生熔化，导致结渣率较高。

（2）应用范围 秸秆固化成型燃料既可作为炊事用能，也可作为农产品加工业、设施农业（温室、大棚增温）等供热燃料，目前主要作为工业锅炉替代煤的燃料使用。该技术适用于粮食主产区或农产品加工厂附近，即农作物秸秆或农产品加工废弃物资源量大的区域。

3．应用案例

浙江圣普新能源科技有限公司于2011年5月，在浙江省平湖市当湖街道虹霓工业园区投资建设了“生物质成型燃料集中供热项目”，替代工业园区内分散的自备燃煤小锅炉。项目总投资740万元，投入生物质锅炉20吨和10吨各一台，配备了除尘、上料系统、引风系统、灰渣系统、热网系统和蒸汽管网等配套设施。2016年供热量4．2万吨、年消耗生物质成型燃料1．42万吨，节约标煤6 300吨，减排二氧化碳14 800吨、二氧化硫77吨、氮氧化物235吨。