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秦軍衛
安徽省農業機械試驗鑒定站
生物質顆粒燃料（以下簡稱顆粒）是大自然賦予人類的可再生能源，可實現廢棄生物質（如農作物秸稈、廢棄木料等）的再利用，減少環境污染；與常規煤、石油燃料相比具有環保效益，符合可持續發展要求。目前，安徽省采用傳統方法生產顆粒，即粉未狀原料進入環（平）模和壓輥形成的壓縮室，經壓輥物理碾壓，擠出模盤而成粒狀，多為圓柱，長度不小于20mm。生產顆粒的生物質顆粒機（以下簡稱顆粒機），在“打贏藍天保衛戰三年行動計劃”中能否得到廣泛使用，還需各方共同努力。
一、大環境
1.2018年6月27日，國務院印發了《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》（國發〔2018〕22號）的通知，提出到2020年，細顆粒物（PM2.5）未達標地級及以上城市濃度比2015年下降18%以上，地級及以上城市空氣質量優良天數比率達到80%，重度及以上污染天數比率比2015年下降25%以上；全國秸稈綜合利用率達到85%等。為秸稈找出路，顆粒機作為設備必不可少。
2.全國大部分省份，如安徽、江蘇、浙江、江西、湖北、河北、吉林等省已將顆粒機納入“2018—2020年農機購置補貼機具”范圍，劃歸“農業廢棄物利用處理設備”中的“秸稈壓塊（粒、棒）機”品目，有利于顆粒機推廣應用。
3.在安徽省，與在用谷物烘干機配套的熱風爐正逐漸由燃煤型改造成生物質型，同時與其它農機產品（如茶葉加工機械、果蔬烘干機等）配套的熱風爐也有這樣的趨勢；2018年在安徽省申請的谷物烘干機推廣鑒定，配套的熱風爐均為生物質型，且安徽省辦理省級推廣鑒定的熱風爐均為生物質型，燃煤型已無申報。另外賓館、浴池、飯店、食品廠、藥廠等使用鍋爐的地方，所用燃料也正由燃煤轉變成生物質?？梢?，隨著顆粒的用途越來越廣泛，顆粒機生產企業有擴大再生產的趨勢。
二、鑒定情況
以安徽省情況分析，生物質顆粒機由飼料制粒機演變而來，生產企業主要集中在宣城市廣德縣，已辦理農業機械推廣鑒定的企業共3家。顆粒機結構型式有立式和臥式，立式多；模盤類型以環模為主，平模因產量低漸被淘汰；成型孔尺寸在Ф8—Ф9.5mm；因原料含水率變化大且品種多，模盤壓縮比在4—8之間，規格型號較多。
1.原料生產。在顆粒機試驗現場，最為特殊的原材料是廢棄的門板木窗（上面有銹釘），都需要加工成粉末。主要工序有：破碎機粗破、粉碎機細碎、烘干機烘干。在原料生產過程中，還需要輸送物料、強磁除鐵、篩分細粉和大雜、沙克龍除塵等。
2.試驗原料。推廣鑒定的性能試驗地均在生產并對外銷售顆粒的制粒廠進行，所用原料主要有木粉和竹粉，少數用稻殼，未見秸稈粉。在推廣鑒定的用戶調查中顯示：用戶（制粒廠）所用原料繁雜，有木屑、竹屑、雜木、杉木、楊樹木、果木、山核桃殼、板栗殼、花生殼、稻殼、玉米小麥水稻油菜秸稈、園林垃圾等等。原料含水率以10%—15%為宜，過干過濕均不利于出料和成型，當超過20%時，原料應烘干處理；原料粒度以0.5—5mm為宜。
3.機器調試。試驗時，因原料的種類、粉料細度、含水率或配比不同需調換環模，即選擇合適的壓縮比。但將環模拆卸或安裝在模盤座上，操作起來極不方便（環模笨重，重達75kg左右，尤其是已經試制過顆料的機器更加困難），基本上需1—2h。而剛裝好的環模并不能立即投入生產，需先用油料試生產潤滑出料孔，待環模上的出料孔全部連續出料時，方可正式進行性能試驗等。
4.成品。顆粒機加工出來的顆粒密度為1.0g/cm3左右，長度3cm左右，顆粒直徑Ф9mm左右。剛出機時的顆粒燙手（浪費大量熱能），需等顆粒冷卻后才可裝袋，否則大量熱蒸汽會使成型的顆粒散開。
5.能耗。以環模內徑≥Ф500mm，配套主電機功率132kW的顆粒機為例，其生產率超過2000kg/h，每噸顆粒的耗電量基本在50kW•h左右，但實際能耗遠非如此。主要是因為，滿足顆粒機作業的物料是需要經過一系列加工工序才能得到，每道工序都有一定的能耗，尤其在破（粉）碎和烘干環節。
6.生產率。試驗顯示，在原料的基本物理性能（如含水率、粒度等）滿足制粒要求時，原料種類及模盤壓縮比對生產率影響較大，木粉比稻殼易加工成型，壓縮比大的出料慢。
三、制粒現狀
（一）秸稈用量少。原因：1.制粒廠規?；a，需要大量穩定的原料來源，農作物秸稈季節性強，從運輸成本考慮，秸稈收購適宜區域為方圓50km范圍內；2.為方便收集，制粒廠需設立許多代購點，負責秸稈的收購和打捆，而運回后又需再次解捆粉碎，這個環節增加了成本支出；3.秸稈顆粒熱值在3000kcal/kg左右，售價雖低，但熱值低不被耗能單位看中。
（二）木料用量大。1.為確保原料充足，制粒廠通常購買大量木料（廢料、邊角料）加工制粒原料；2.為迎合市場對高熱值顆粒的需求，制粒廠多生產杉木顆粒或木粉配竹粉顆粒，其熱值在4500kcal/kg左右，售價雖高，但用戶認可。在招投標活動中，招標文件有時明確指明采購高熱值的杉木顆粒。
（三）原料相對穩定。同一型號的顆粒機，其環模內徑和成形孔尺寸可以保持一致，但因原料（稻殼、雜木粉、杉木粉）或原料配比（如，60%木粉+40%竹粉、20%木粉+80%竹粉）不同，就要選擇不同的壓縮比。因此，制粒廠在選好壓縮比后，一般不輕易調整。在那種小批量、多物料加工的制粒廠，生產規模小基本不能達到量產，即無利可圖，也就無法生存。
（四）生產環境惡劣。在小規模制粒廠，原料的粉碎、輸送和制粒等均在一個車間，生產現場粉塵污染嚴重。當然，也有小規模制粒廠將顆粒機單獨安放在獨立的車間，粉狀原料在進入顆粒機前已進行了除塵處理，制?，F場空氣清新，但在原料破碎、粉碎、烘干、輸送等地方，粉塵污染依然不可避免。
（五）調整維修困難。顆粒機很笨重，單臺重量多在4—5噸。在顆粒壓制成型過程中，制粒室壓強達到50—100MPa，原料中還會夾帶砂礫或鐵質品，環模易磨損或堵塞，需經常性更換或維修。但是，在維修現場，兩名師傅除使用必備扳手外，人力無法完成拆卸和移開，需動用行車、叉車、鐵錘等工具，這給三包服務帶來諸多不便，而且生產企業將環模列為易損件，更換比較頻繁，損耗費用占比較大。
四、客觀因素
1.環保角度。顆粒生產是把“雙刃劍”，作為一種值得推廣的綠色能源，顆粒在生產過程中產生粉塵是不可避免的，如果除塵措施不到位不得力，對環境污染也不可忽視，環評不通過，就不能新增制粒廠或原有制粒廠停產整頓，顆?？偭可喜粊?，顆粒機市場就會受限。
2.節能方面。從廢料到生產出顆粒的整個過程，在破（粉）碎、烘干、制粒環節耗能大，高能耗是生產顆粒的短板。
3.秸稈利用。農作物秸稈可以制成顆粒，但并不是顆粒生產的主要原料，目前顆粒機在秸稈綜合利用上的作用是有限的。顆粒機的作用更多體現在將廢舊的木材加工成顆粒，實現廢棄物的再利用。
4.應用群體。在歐美，一般居民家用的顆粒燃料及配套的高效清潔燃燒取暖爐灶已非常普及。我國現階段，顆粒燃料還沒有普及，目前只是在熱風爐、鍋爐和生物質氣化爐上較為普遍，在主要用能單位沒有推廣開來。還有，某些地方政府的環保措施也不給力，直接要求將大型鍋爐改造成天燃氣型，顆粒燃料得不到普及應用，對顆粒機的推廣的影響也較大。
5.適用范圍。廣義上，各類生物質均能壓制成顆粒；狹義上，每臺顆粒機在不調換環模（壓縮比相同）的情況下，物料相對單一。另外，現有顆粒機對原料的含水率要求高，原料需烘干到合適水份才能制粒，即使相同物料，含水率不同，也要對環模壓縮比進行調整。
五、推廣前景
1.從秸稈方向分析，將秸稈制成生物質顆粒，是秸稈的出路之一。生物質顆粒基本不含硫、磷，含碳高，燃燒充分，產生少量灰份（鉀肥），對空氣污染很小，值得推廣。但是，目前制成顆粒的秸稈用量遠少于其它生物質，便于收集、運輸且熱值高的廢棄物（竹、木等）是制粒廠的首選。顆粒機在廢棄物的循環利用上占有一席之地，顆粒若能大量替代燃煤，對于改善環境大有益處。
2.從顆粒機方向分析，現有產品在適應性、能耗和維修成本等方面均需提升。如果制粒原料含水率從20%提高到40%，那么大部分原料不需烘干即可直接制粒；如果剛壓制出來的顆粒不燙手（無效熱能減少），保持50℃左右，那么顆粒無需冷卻即可直接包裝；如果能找到性價比更高、適宜制造環模的材質（現多為40Cr經調質處理），環模使用壽命提高，那么三包服務成本就會降低。基于以上分析，制粒產業鏈需要突破的問題是，加強生物質顆粒成型技術研究，提升顆粒機制造質量產業鏈發展。具體來說，如果能減少烘干環節和新顆粒冷卻兩道工序，并提高產品可靠性，制粒成本就可以大大降低，有利于顆粒機的進一步推廣。
3.從產業鏈分析，顆粒機和顆粒是兩類產品，兩者相互依存。顆粒是下游產品新型產業，規?；念w粒廠家，由于前期投入高回報期比較長，投資風險就大。例如：安徽省一家制粒廠前期投入1500萬元，購買顆粒機費用占10%左右，由于產能大，但使用顆粒的大客戶按當地政府要求必須改用天燃氣，紛紛撤銷購銷合同，造成顆粒滯銷。因此不難得出結論：首先，政府應在政策上給予支持；其次，顆粒的環保特性應被大眾廣泛認知；第三，在貯存、運輸、供應顆粒等方面應有便利的渠道。一句話，顆粒的應用規模決定著顆粒機的推廣前景。 |
