秸秆固化成型燃料及燃烧技术研究

<正>成果简介该成果以资源量丰富的农作物秸秆为原料,应用液压驱动热压成型技术生产一种可替代煤的成型燃料。主要研究内容包括:秸秆物化特性、成型机理以及燃烧机理;秸秆成型机;秸秆成型燃料专用锅炉及多种专用户用炉;秸秆成型燃料技术在农村应用示范及管理体制和经营机制。该项目的创新点有:双活塞、双压头和双缸结构液压秸秆成型机;双重倒置式炉排结构成型燃料专用     

大粒径生物质成型燃料物理特性的研究

以华北产量较大的玉米秸秆、大豆秸秆为原料,采用H PB-III改进型生物质秸秆成型机,就大粒径秸秆粒度、含水率等对成型密度、抗水性影响因素进行了研究。结果发现,原料含水率在8%～15%时均很容易压缩成型,在12%左右成型效果最佳,成型密度接近或大于1g·cm-3。经抗水性试验发现其耐水浸蚀性能好,玉米秸秆成型燃料最长达300h,便于储存、处理及运输。从成型燃料专用燃烧设备燃烧试验看到,该成型燃料燃烧充分,燃烧效率超过98%,最高燃烧温度1100℃以上,燃烧过程飞灰少,不结渣或轻微结渣。     

柱塞式压辊生物质成型机成型模具的设计

【目的】对柱塞式压辊生物质成型机成型模具的设计方法进行改进，在此基础上探究成型孔入口结构和柱塞与成型孔啮合深度对成型效果的影响，为成型模具的设计与成型品质的提高提供支持。【方法】建立压辊柱塞相对于环模成型孔的运动轨迹数学模型，根据数学模型提出设计成型孔入口与柱塞结构尺寸的理论方法。利用理论方法设计柱塞与成型套筒并进行加工,以用于后续生物质成型试验。采用自主研制的液压驱动单柱塞生物质成型机，以柠条粉为原料，成型孔入口结构为变量设计单因素试验，探究成型孔入口结构对成型效果的影响，进而采用改进后的成型孔入口结构，以原料含水率、柱塞与成型孔啮合深度以及成型孔长径比为变量设计三因素三水平正交试验，探究啮合深度对提高成型块松弛密度和抗跌碎性的影响，并确定最佳成型工艺参数。最后在柱塞式压辊生物质成型机上进行验证试验，对单因素试验和正交试验结果进行检验。【结果】通过改进方法设计的柱塞与成型孔间不发生干涉，无需建模仿真验证，简化了设计步骤。采用阶梯形成型孔入口，并适当增加柱塞与成型孔啮合深度有利于改善成型过程，提高成型品质。正交试验确定的最佳成型工艺参数为：生物质含水率22%，啮合深度1 mm，成型孔长径比为4.2。【结论】改进的理论方法使成型模具的设计更加简便快捷，对成型孔入口结构和柱塞与成型孔啮合深度的分析和改进为生物质成型品质的提高提供了技术支持。     

秸秆不废弃 燃料大用途

＂这叫秸秆煤,用于生物质电厂发电或进行锅炉焚烧,1.3吨秸秆煤充分燃烧后相当于1吨优质煤燃烧 的热量,成本却低很多,既保护了农村环境,又达到了节能的效果。＂山东省德州市陵县宋家镇黑黄村农民杨俊 英说。杨俊英所说的秸秆煤,是用废弃的秸秆、柴草、树皮、树枝等原材料,通过固化成型机高温固化后制成 的成型燃料。     

秸秆成型机

<正>河南郑州鸿亚机械设备有限公司生产的JMX-Ⅳ型秸秆煤炭成型机,适用于各种生物质原料的成型,秸秆长度从粉状至长50mm,含水率5%～30%,都能加工成型。采用全自动电加热装置,如     

生物质致密成型装备的研究

介绍了目前使用的成型机类型及其缺点,设计了一种新型成型机,并介绍了其工艺流程和成型原理以及动力液压回路的设计。生产试验和试运行结果表明,该成型机具有结构简单、成本低廉、成型质量好、成型管寿命显著提高等优点,具有很好的推广前景。     

生物质颗粒燃料成型机

生物质颗粒燃料成型机系列产品是农业部规划设计研究院针对农作物秸秆．木屑等生物质原料特性所研制的专业成型设备，采用高精度二级变速齿轮传动。产量比皮带式传动型提高20％左右．单位生产能耗比一级变速齿轮传动降低18％左右。环模为快卸抱箍型，采用马氏体不锈钢材料．使用真空淬火技术与高温喷涂技术相结合，其使用寿命可达600-800小时出粒光滑，品质高。采用专门设计的强制喂料装置。抑制原料蒸汽反料现象，保证喂料流畅产品居国内领先水平。     

玉米秸秆营养种坨成型机的设计与试验

为了解决传统播种中作业过程复杂、脱离有机农业以及移栽会出现不同程度损伤等问题,设计了压制营养种坨的玉米秸秆营养钵成型机。玉米秸秆营养种坨是将玉米种子包裹在基质内压制出的可直接移栽的种坨体,营养种坨成型稳定性好,易于移栽且移栽后遇水松散,可为玉米的生长提供一定营养。对玉米秸秆营养种坨成型机的总体结构进行设计并描述了工作原理与过程。压制出的营养种坨通过万能试验机对其进行抗压强度检测,完成压缩比和压缩时间间隔对营养种坨抗压强度影响的单因素试验。以压缩比、压缩时间间隔和压头锥度为试验因素,以抗压强度和吸水膨胀率为指标进行三因素三水平正交试验设计。试验结果表明:各因素对两个指标的影响主次都为:压缩比压头锥度压缩时间间隔;玉米秸秆营养种坨成型最佳机器设计参数为:压缩比为2.08,压缩时间间隔为1.5s,压头锥度为1∶0.09。确定了玉米秸秆营养种坨成型机的主要技术参数,其中成型机的尺寸长、宽和高分别为850,,607,613mm,步进电机角位移30°,生产效率30个·min~(-1);在以正交试验优化结果为条件下,压制营养种坨的抗压强度最大为4.1×103MPa,此时的吸水膨胀率可以达到17.3%,其强度可以满足储存和运输的要求并且成型效果最佳,吸水膨胀率满足种子发芽的条件。该试验对玉米秸秆营养种坨成型机的改进、营养种坨的特性以及营养种坨的储存运输的研究具有重要参考意义。     

秸秆环模成型机设计

研究了影响秸秆成型机生产效率和吨料电耗影响的因素,拟定了秸秆成型机的传动设计方案,即采用立式结构,通过联轴器将电动机与减速机相连,环模固定在主轴上,以物料作为中间介质带动压辊转动;确定了秸秆成型机所需电动机型号以及减速器型号;对秸秆成型机压辊材料和压辊的轴系结构分别进行了选择和设计。该文着重研究了环模材料、速度、模孔有效长度、长径比,模孔形状、环模厚度、模孔排列和开孔率对成型机成型效率的影响,优化了各项结构参数,设计出了一款高效率低能耗的生物质环模成型机。     

玉米秸秆颗粒燃料成型的试验研究

以玉米秸秆为原料，用自制的小型平模颗粒燃料成型机进行了成型试验，得到原料的含水率为２５％～３５％、粒度１０ｍｍ以下，成型机的生产能力为１１０ｋｇ／ｈ，耗电量１０ｋＷ．     

风引出料一体化粉碎机的设计(英文)

为满足软质秸秆和硬质高纤维物料规模化粉碎的生产需要,并克服单一切碎机、粉碎机的缺点,设计了一种带风引出料装置的切粉一体化组合式秸秆粉碎机,实现了硬质高纤维秸秆的强制喂入。结果表明,软质秸秆可直接通过粉碎装置喂料口喂入,无需切碎,平均生产率为1.27 kg/h,吨料电耗为32.0 k W·h;硬质高纤维秸秆需通过带有强制喂料辊的切碎装置后进行先切后粉,平均生产率为0.67 kg·h,吨料电耗为60.5 k W·h。该机器具有性能稳定、安全可靠、物料适应性强和操作环境无粉尘等优点,性能满足设计要求。     

秸秆还田技术应用中存在的问题及对策

农作物秸秆是农业生产的副产品,其富含有机质和氮、磷、钾、钙、镁、硫等多种养分,完全可用作肥料、饲料、燃料及工业生产的原料。秸秆的分布零散,且体积大、收集运输成本高、利用的经济性等一些因素,导致剩余秸秆难处理。如果把秸秆做成肥料还与田,经济效益与社会效益可观,可是当前,秸秆还田技术存在一些不容忽视的问题,如还田后的秸秆不易腐烂,影响下茬播种质量等问题,本文就秸秆还田技术应用出现的问题进行探究,就析出相应对策。     

新高粱3号的选育及栽培技术研究

甜高粱作为生物质能源作物,具有光合速率高、生物产量高、茎秆含糖高和酒精得率高等特点[1～6].以其为原料生产燃料乙醇,可作为煤炭、石油、天然气等能源的替代品.同时,燃料乙醇有利于大气环境改善;与汽油相比,环境污染可降低30;以上.选育早熟、高产、高糖的甜同粱品种-新高粱3号,并开展高产、高糖、低成本的栽培技术研究,实现良种良法配套.充分利用新疆独特的自然资源,开发再生性能源与相关化工产品,调整种植业结构,增加农牧民收入,将有效缓解能源危机,具有良好的经济、社会和生态效益.     

4KM-1800牵引式棉秸秆收获打捆机关键参数设计及试验研究

[目的]为了棉花秸秆能得到合理有效的利用,研制回收率高,一次作业就可以完成棉秸秆收获及打捆机具.[方法]研究借鉴目前所采用的牧草打捆机理,对机具关键工作部件的结构及参数设计进行理论分析计算,通过正交试验初步确定牵引式棉秸秆收获打捆机的结构及其关键部件的形状和尺寸参数.[结果]机具工作速度≥2 km/h,秸秆回收率≥95;,工作幅宽1400～1 800 mm;生产率8～10捆/h;作业可靠性≥90;.[结论]该种机型的研制有效解决了棉秆收获打捆的技术难题,直接提升棉秆资源利用水平,降低棉秸秆的回收成本,减少农田作业次数,能合理有效地将棉花秸秆开发利用成可再生能源,有利于棉秸秆打捆技术的推广.     

水稻秸秆冷压成型工艺参数优化

为了生产出质量高且能耗低的生物质颗粒,需要深入研究成型参数和成型颗粒特性之间的关系。对水稻秸秆进行冷压成型试验,以松弛密度这一物理性能指标为评判标准,研究成型压力、原料粒度和含水率三个因素对成型燃料质量的影响。在单因素试验的基础上,利用Design Expert 8.0响应曲面分析法建立分析三因素对松弛密度影响的数学模型,得到水稻秸秆冷压成型最佳工艺参数为：成型压力为168 MPa,含水率21%,粒径0~0.2 mm。此条件下松弛密度达到1.327 g/cm3。     

秸秆还田技术应用中存在的问题及对策

农作物秸秆是农业生产的副产品,其富含有机质和氮、磷、钾、钙、镁、硫等多种养分,完全可用作肥料、饲料、燃料及工业生产的原料。秸秆的分布零散,且体积大、收集运输成本高、利用的经济性等一些因素,导致剩余秸秆难处理。如果把秸秆做成肥料还与田,经济效益与社会效益可观,可是当前,秸秆还田技术存在一些不容忽视的问题,如还田后的秸秆不易腐烂,影响下茬播种质量等问题,本文就秸秆还田技术应用出现的问题进行探究,就析出相应对策。     

新型秸秆燃料对烟叶烘烤的影响

 为了提高丽江农作物秸秆资源的利用和改善环境污染的现状,利用大量的废弃物“烟秆”等为原料,进行了对烟叶烘烤影响的试验。结果表明：（1）无论是半密集式烤房还是卧式密集式烤房,烘烤出一炉烤烟所需的纯煤重量大于秸秆煤的重量,用秸秆煤进行烘烤,每一炉烤烟可以节省77kg左右煤的重量。（2）每公斤鲜烟叶所需煤量处理1（半密集式烤房使用秸秆煤）的最少为0.32kg,费用也最低为0.16元;每公斤干烟叶所需煤量处理1最少为1.87kg,费用也最低为0.94元。（3）处理1均价最高为18.14元,处理2上等烟和中等烟产量最高分别为378,78kg,处理1上等烟比例最高为86.15%     

偏硅酸钠用于秸秆处理的试验研究

碱预处理是秸秆预处理的常见技术,是影响秸秆厌氧发酵技术的关键工艺单元。采用偏硅酸钠作为碱预处理的药剂,以期替代常规氢氧化钠研究偏硅酸钠对秸秆预处理效果及厌氧产沼效率的影响。结果表明,通过偏硅酸钠预处理秸秆,能有效促进有机物的溶出与水解酸化,pH值和sCOD明显增加,其中2%处理组处理72 h时sSCOD溶出浓度最高,达到对照组处理浓度的12.8倍,pH下降明显从强碱性下降至6.73;将其进行厌氧产沼试验发现,2%处理组产气最高,较对照组、0.5%处理组和1%处理组产气分别提高28.6%、15.8%和9.9%,而经过偏硅酸钠0.5%和1%处理组产气较对照组产气分别增加11.1%和17.1%。实际工程应用中,可通过处理浓度和处理时间来选择性价比较高的技术参数。     

Study on the Agricultural Fuel Consumption Subsidy Policy for Wheat Straw Low Stubble——Taking the Investigation of Wheat Combine Harvester as an Example in Xushui District of Hebei Province

With the improvement of agricultural mechanization equipment levels, the mechanized wheat harvesting level has been above 80％ and the rate of wheat straw returned has increased significantly in the main wheat production of wheat of northern countryside in China. Chinese government popularized the beneficial agronomic measures in the process of wheat straw returned field by mechanization. The agronomic measure was reducing the wheat straw stubble height (WSSH) not more than 20cm. However, local government didn't apply and disseminate the measure, because in practice the cost of fuel consumption was high, and the operation time of harvesting was longer than ever. The machinery operators and farmers needed to support extra fuel cost and time if they took government's advice. In fact, the objective subsidy policy of fuel cost on reducing WSSH was not been formulated by all levels of government. Therefore, the set of agronomic measure couldn't be popularized in main wheat production area of North China. Our research addressed to master the changing feature of fuel cost and mechanical efficiency, seeking suitable subsidy standard, providing some useful and constructive suggestions to improve subsidy policy of fuel consumption cost for national government department. The study carried out the tracking experiments of the operation efficiency and fuel costs of farm harvester in the situation of different WSSH in 2010 in Xushui District of Hebei Province. In conclusion, the operation time of harvesting decline and machinery fuel consumption cost increased along with the decreasing of WSSH. First for the older harvester, the operation efficiency would decline by 18.7％ when the WSSH changed from 20 cm to 10 cm, the cost would increase 4.7％, exact cost was 152.2CNY per hectare. For the new harvester, the operation efficiency would decline by 39.9％ when the WSSH changed from 20 cm to 15 cm, the cost would increase 4.6％, exact cost was 368.4CNY per hectare. We provided about 375CNY per hectare to the mechanical operators and farmer who attended this project, and they were willing to accept the subsidies. We also put forwards some policy suggestions on promoting agronomic measures of reducing WSSH including strengthen the construction of agricultural machinery service system, practise a special fuel consumption subsidies of agricultural machinery and open up new paths for combine sales and circulation.     

生物炭挤压成型机的设计与试验

利用螺旋挤压成型原理,设计一种农作物秸秆生物炭挤压成型机。通过对螺旋喂料器、螺杆、成型出口等关键部件的分析计算,确定螺旋喂料器、螺杆、保型筒等关键部件和机构的运动参数和结构参数,并试制样机。以农作物秸秆生物炭为试验材料,以不同螺杆类型、不同含水率和粘结剂添加量为试验因素,采用抗压强度和抗跌碎性为评价指标,设计正交试验,对该挤压成型机性能进行试验。结果表明,当采用等距不等深螺杆、粘结剂添加量为25%左右、含水率为35%左右时,样机的生产率为215kg/h,成型样品的密度为1.06g/cm~3,抗压强度为0.16 MPa,抗跌碎性为98.23%,各项指标满足生物炭成型标准或设计要求。