孙啸萍 徐 敏

我国人口众多，是一个能源供需矛盾比较突出的国家，人均能源拥有量与发达国家相比差距较大，而目前我国在生物质能源利用上还比较落后，约有50%的农作物秸秆和部分林业剩余物被废弃和焚烧，造成生物质能源的严重浪费和环境污染。因此，加快我国生物质压块技术的应用，提高农作物秸秆和林业废弃物的利用率，减少生物质能源的浪费和环境污染，有利于促进我国国民经济可持续发展。

1 生物质压块成型技术特点

生物质压块成型后，体积缩小20～30倍，密度可达成1 t/m³左右，含水量在20%以下，便于贮存和运输，可作为生物质成型燃料，广泛用于民用炊事炉、取暖炉、生物质气化炉、锅炉及生物质发电等。生物质成型燃料热性能优于木材，单位体积发热量与中质煤相当，热值可达16 000 kJ/kg，并可实现温室气体二氧化碳的零排放。而煤碳的燃烧使用，则会不断增加大气中的二氧化碳含量，致使地球温室效应进一步加剧。以植物为原料生产的生物质压块成型燃料，固定碳含量为15.99%，硫含量为0.05%，氮含水量为0.14%。因此，生物质压块成型燃料是良好的低碳燃料，而且硫、氮含量较低，燃烧生成的污染物少，不需要脱硫设备就可实现二氧化硫减排，采用简单的除尘装置就可以实现粉尘排放达标。所以，生物质成型燃料的应用符合“降低碳排放，减少环境污染”国际标准要求。

2 生物质压块成型燃料技术方法

生物质压块成型技术是把农林废弃物（农作物秸秆、稻壳、树枝、树皮、锯屑等）粉碎、干燥后，将原料含水率控制在20%左右，在一定的压力作用下（加热或不加热）连续挤压制成棒状、粒状、块状等各种成型燃料的加工技术方法。农林废弃物主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，木质素是光合作用形成的天燃聚合体，具有复杂的三维结构，是高分子物质，在植物中含量约为15%～30%，当温度达到70～100 C°时，木质素开始软化，并产生一定的黏度；当温度提高到100～200 C°时，生物质呈熔融状，黏度变高，此时增加一定的压力，可使它与纤维素紧密黏结，使植物体积大量减少，密度显著增加。取消压力后，由于非弹性的纤维分子间相互缠绕，仍能保持压制形状，待冷却后强度进一步增加，成为成型燃料。

生物质压块成型燃料的生产工艺过程一般分为原料粉碎、干燥、挤压、加热几个环节。当原料进入压块成型室后，在压辊和压模的转动作用下，物料进入压模与压辊之间，然后被挤入成型孔（压力在15～30 MPa范围内），从成型孔挤出的原料被挤压成型，压制出颗粒状或块状成型燃料。

3 生物质压块技术成熟情况

我国于20世纪80年代开始引进、研究生物质压块成型设备，目前，已成功研制了压辊式、螺旋挤压式和活塞冲压式颗粒成型机，其中，压辊式颗粒成型机近年来发展速度较快，应用较多。压辊式成型机又分为环模成型机和平模成型机。几年前，生物质压块成型设备大多用于压制玉米秸秆，原因是玉米秸秆含糖分多，粘性大，易成型。近年来，因压制水稻、小麦秸秆和锯屑需要，江苏省的农机研究部门和一部分生物质压块机生产企业开始研制适应性强的机型，即在压辊式成型机的基础上，改进设计了平模式生物质压块机和环模平放式生物质压块机，经市场应用表明，此类机型适应于压制小麦、水稻、玉米等农作物秸秆和锯屑等难以成型的物料，在使用效率、工作可靠性、降低能耗等技术方面都有了较大的提高，该项技术基本成熟，可广泛用于生物质压块生产中。

4 应用效益

经济效益：以徐州万国生物能源科技有限公司生产的9SYH-1600型生物质压块机为例，每台压块机售价14万元，配套动力为55kW电动机，每小时可生产1.5 t秸秆块。平均每吨秸秆收购价为150元左右，加工成秸秆块后每吨可售价400元左右，在压块过程中，每加工一吨生物质秸秆块需人工、电费、维修、折旧、管理费约150元，即加工每吨生物质块可创收100元。按每台压块机每年工作200天，每天工作8小时，每小时生产1.5 t计算，一台机器一年可压块2 400 t，可创收24万元，购机户购机当年可收回投资成本，并取得一定的经济效益。

社会效益：将农作物秸秆和林业废弃物压块成型后，成为清洁燃料，可广泛用于家庭炊事、锅炉、生物质发电等，能减少碳排放量，并可避免因农作物秸秆焚烧和废弃而造成的大气、河流等环境污染，具有显著的社会效益和经济效益。