0引言
中國(guó)的秸稈資源十分豐富。據(jù)相關(guān)調(diào)查研究顯示，2006年中國(guó)小麥、玉米、稻谷、油菜和棉花等5種主要農(nóng)作物秸稈的理論資源量為4.33億t。其中，可利用資源量約1.76億t。如何將農(nóng)作物秸稈能源化利用已成為一項(xiàng)重要研究課題。目前，秸稈的利用途徑主要有：(1)直接還田占30%；(2)農(nóng)村生活能源占25%：(3)畜牧飼料占18%；(4)造紙?jiān)险?.6%；(5)養(yǎng)菇占2.3%；(6)焚燒和廢棄占20%。可見(jiàn)除秸稈還田的部分外，秸稈飼用和燃用約占43%，是秸稈利用最主要的2種方式，而焚燒和廢棄的秸稈量占總量的1/5，也可將其轉(zhuǎn)化為燃料或飼料。因此，研究秸稈不同的利用途徑及各種途徑的聯(lián)系與區(qū)別，對(duì)農(nóng)作物秸稈的合理化利用具有深遠(yuǎn)意義。
農(nóng)作物秸稈也可以經(jīng)過(guò)
秸稈顆粒機(jī)、飼料顆粒機(jī)或著
秸稈壓塊機(jī)壓制成圓柱狀的和塊狀的燃料和飼料。
自20世紀(jì)50年代以來(lái)，中國(guó)把作物秸稈作為牛、羊等牲畜的飼料，加大了秸稈的利用率。尤其是改革開(kāi)放以來(lái)，秸稈飼用技術(shù)在廣大農(nóng)村得到了較好的推廣和應(yīng)用，加工處理后的秸稈飼料所占比例提高了近1倍，其中加工秸稈顆粒飼料是飼用的主要利用方式之一，主要利用產(chǎn)量較大的環(huán)模式顆粒機(jī)，使秸稈飼用率提高了5%。目前，秸稈顆粒飼用技術(shù)比較成熟顆粒飼料工藝完善，已完全商業(yè)化推廣。而到20世紀(jì)80年代，中國(guó)才開(kāi)始研究秸稈固體成型燃料技術(shù)，早期主要以螺旋擠壓機(jī)顆粒機(jī)為主，由于存在主要部件磨損嚴(yán)重、功耗大、運(yùn)行不穩(wěn)定等缺陷，導(dǎo)致成本較高，發(fā)展停滯不前。2000年以來(lái)，改用環(huán)模顆粒機(jī)設(shè)備后，生產(chǎn)率大大提高，秸稈固體成型技術(shù)得到較好發(fā)展，成型設(shè)備廣泛應(yīng)用于示范產(chǎn)業(yè)中，但該技術(shù)由于發(fā)展年限較短，相關(guān)研究較少，存在關(guān)鍵部件磨損嚴(yán)重，達(dá)不到設(shè)計(jì)壽命等問(wèn)題，相關(guān)技木問(wèn)題亟待深入研究解決。
秸稈等生物質(zhì)原料被壓縮成顆粒，既可以燃用又可以飼用，壓縮設(shè)各主要是環(huán)模式顆粒機(jī)，秸稈壓縮的原理相同，均是將粉碎秸稈進(jìn)行致密壓縮形成顆粒，但由于用途不同，成型顆粒的特性要求不同，原料的添加劑和工況、工藝流程等方面有顯著差異，使顆粒飼料的設(shè)備不能直接用來(lái)生產(chǎn)秸稈固體成型燃料。
因此，筆者以秸稈類生物質(zhì)固體成型燃料和顆粒飼料為研究對(duì)象，分析二者成型后顆粒的不同特性及用途，并分別在原料、壓縮設(shè)備、加工工藝等方面進(jìn)行分析比較，詳細(xì)闡述二者的異同點(diǎn)，提出秸稈的合理化利用方式，為秸稈等生物質(zhì)廢棄物壓縮成型技術(shù)在飼料和燃料方面的應(yīng)用提供合理依據(jù)。
1、秸稈固體成型燃料與顆粒飼料
一般農(nóng)作物秸稈都具有疏松、密度小、單位體積大、熱值低、營(yíng)養(yǎng)元素含量不均、易腐爛、不易存放等缺點(diǎn)。為此，筆者把秸稈壓縮致密成型，制成塊狀或顆粒狀固體，以便于運(yùn)輸和貯存。筆者主要對(duì)比顆粒狀固體成型燃料和顆粒飼料。
1.1秸稈顆粒飼料
單一以秸稈為原料的顆粒飼料的適口性差，采食量和消化率及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值低，并且秸稈所含纖維素量較高，粗纖維中的纖維素與木質(zhì)素結(jié)合成較為堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)，動(dòng)物難以消化利用。反芻動(dòng)物對(duì)秸稈的消化率儀有20%～30%。因此，需要添加輔料，為保證飼料具有豐富的營(yíng)養(yǎng)，秸稈中一般添加蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪、糖類等，這樣既改善了顆粒飼料的適口性，增大容重，提高反芻動(dòng)物對(duì)秸稈的采食量，又提高了瘤胃微生物對(duì)秸稈有機(jī)物的降解率，增加了營(yíng)養(yǎng)成分的吸收。
1.2秸稈固體成型燃料
相比于散碎秸稈，經(jīng)壓縮成型后的秸稈固體成型燃料，燃燒特性明顯改善，灰分少，黑煙少。火力持久，爐膛溫度高，燃燒充分，燃燒特性明顯得到了改善。顆粒均勻，可滿足電廠等自動(dòng)上料系統(tǒng)的要求。密度比松散秸稈大6～8倍，使用方便。秸稈成型燃料燃燒速度比煤快，灰塵及NOx、SOx極微量排放，比煤低，干凈衛(wèi)生，保護(hù)環(huán)境。
秸稈固體成型燃料與顆粒飼料的成型尺寸基本一致如下表，粒狀直徑6～12 mm，長(zhǎng)約30～50mm。顆粒飼料由于添加添加劑，其粗纖維和粗蛋白等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)比顆粒飼料高。相比顆粒飼料，成型后的秸稈固體成型燃料的含水率較低，堅(jiān)實(shí)度高，顆粒密度大，存儲(chǔ)期長(zhǎng)。
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項(xiàng)目 |
顆粒飼料 |
秸稈固體生物質(zhì)燃料 |
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顆粒直徑/mm |
6～12 |
6～12 |
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成品顆粒含水率/% |
≤14 |
≤8 |
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成品顆粒堅(jiān)實(shí)度/% |
≥90 |
≥95 |
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顆粒密度/（kg/m3） |
≤0.8 |
≥1.0 |
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灰分/% |
9.7 |
7.71 |
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粗纖維含量/% |
34～50 |
60～71 |
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粗蛋白含量/% |
3～6.3 |
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儲(chǔ)存期/個(gè)月 |
6～9 |
＞12 |
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破碎率/% |
＜5% |
＜5% |
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添加劑 |
蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪、糖類等 |
石灰石、高領(lǐng)土等 |
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用途 |
用于牛羊等牲畜飼料 |
用于炊事、鍋爐或電廠燃料 |
三門峽富通新能源生產(chǎn)顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)、飼料顆粒機(jī)等生物質(zhì)燃料飼料成型機(jī)械設(shè)備。
