第38卷第12期林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備2010年12月FORESTRY MACHINERY Wood WoRKING eQUiPment Dec 2010綜灬述生物質(zhì)致密成型技術(shù)和設(shè)備研究張國(guó)梁',孫照斌',曲保雪',張振濤2(1河北農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院,河北保定071000;2中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所,北京100190)摘要:從農(nóng)村生物質(zhì)能源的利用角度出發(fā),介紹了生物質(zhì)致密成型技術(shù)及設(shè)備的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,指出了當(dāng)前我國(guó)生物質(zhì)致密成型技術(shù)和設(shè)備存在的問(wèn)題,對(duì)其工藝、技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)做了闡述,介紹了原料預(yù)處理的兩種方法:蒸汽爆破法和木質(zhì)纖維材料芐基塑化法關(guān)鍵詞:生物質(zhì)致密成型;技術(shù);設(shè)備中圖分類號(hào):S64文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1001-4462(2010)12-0013-03Research on Biomass Densification and Formation Technology and equipmentZHANG Guo-liang, SUN Zhao-bin, QU Bao-xue, ZHANG Zhen-tao?(1.College of Forestry agricultural University of Hebei, Baoding Hebei 071000, China; 2 Technical Institute of Physicsand Chemistry, CAS, Beijing 100190, China)Abstract From the perspective of biomass energy utilization in rural area, the current domestic and abroad research status ofbiomass densification and formation technology and equipment are discussed. The problems with biomass densification andformation technology and equipment in China are pointed out, with the development trend of process and technologypresented. Two pre-treatment methods of raw materials, steam blasting method and lignocellulosics benzylation andplasticization technology, are statedey wolent我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó),農(nóng)林廢棄物資源十分豐富。農(nóng)好、熱效率高(是直接燃燒的5倍以上)灰分小,燃燒作物秸稈總量約為7x10%a;林業(yè)采伐和林木制品加時(shí)幾乎不產(chǎn)生SO2,不會(huì)造成環(huán)境污染,可作為工業(yè)鍋工廠產(chǎn)生的廢棄物,如枝丫、小徑木、板片及木屑等爐、住宅區(qū)供熱、農(nóng)業(yè)暖棚及戶用炊事和取暖的燃料?？偭恳步?x10%all充分利用農(nóng)作物秸稈等生物質(zhì)現(xiàn)在應(yīng)用較多的成型燃料加工設(shè)備有輥模擠壓式原料,開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)生物質(zhì)致密燃料生產(chǎn)設(shè)備,不僅可以(包括環(huán)模式和平模式)活塞沖壓式(包括機(jī)械式、液解決農(nóng)村農(nóng)作物秸稈堆積、資源浪費(fèi)、焚燒污染環(huán)境壓式)和螺旋擠壓式3種機(jī)型,生物質(zhì)成型機(jī)工作原理等問(wèn)題,而且還可以提高農(nóng)作物秸稈的利用率和經(jīng)分別如圖1(環(huán)模式)圖2和圖3所示。其成型原理是濟(jì)附加值,從而促進(jìn)農(nóng)民增收和新農(nóng)村建設(shè)。本文就依靠傳動(dòng)部件與秸稈等生物質(zhì)原料之間的高速相對(duì)運(yùn)生物質(zhì)致密成型技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行初步研究,以探討動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)壓縮,壓縮過(guò)程中摩擦產(chǎn)生的熱將纖生物質(zhì)致密成型的技術(shù)途徑。維、木質(zhì)素等軟化的同時(shí)旋轉(zhuǎn)部件產(chǎn)生的擠壓力把生物質(zhì)V凵中國(guó)煤化工。其中輥模擠壓式1生物質(zhì)致密成型技術(shù)成型CNMHG2,活塞沖壓式螺生物質(zhì)成型燃料是將生物質(zhì)原料經(jīng)過(guò)粉碎、調(diào)質(zhì)旋擠壓具晟望機(jī)巾m定壓取工藝叫。等處理,在高壓條件下壓縮成顆粒狀且質(zhì)地堅(jiān)實(shí)的成型物2。其特點(diǎn)是比重大、便于貯存和運(yùn)輸燃燒性能2國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)致密成型技術(shù)現(xiàn)狀收稿日期:2010-08-3021國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀14林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備38的顆粒大小等都進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,進(jìn)一步改進(jìn)了生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)使之更趨于實(shí)用化。泰國(guó)、印度、菲律賓等國(guó)從20世紀(jì)80年代開(kāi)始也先后研制成功了加粘結(jié)劑的生物質(zhì)致密成型機(jī)22國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)從20世紀(jì)80年代起開(kāi)始致力于生物質(zhì)致密成型技術(shù)的研究。湖南省衡陽(yáng)市糧食機(jī)械廠于1985年研制出了第一臺(tái)Z-63型生物質(zhì)壓編成型機(jī),江蘇省圖1環(huán)模生物質(zhì)成型機(jī)原理圖連云港東海糧食機(jī)械廠于1986年引進(jìn)了一臺(tái)OBM-881壓輥;2原料;3壓模圈;4成型燃料;5切刀棒狀燃料成型機(jī)。1993年前后,我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)了近20條生物質(zhì)壓縮成型生產(chǎn)線,基本上都采用螺旋擠壓式,以鋸木屑為原料,生產(chǎn)“炭化”燃料。中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所于1998年研制成功了生物質(zhì)顆粒燃料成型制造機(jī),該機(jī)由旋風(fēng)干燥裝置、木質(zhì)素加熱軟化裝置和顆粒成型裝置3大部分組成,生產(chǎn)率為120-240kgh,能耗為1208-241Wh。中南林業(yè)科技大學(xué)(原中南林學(xué)院)嚴(yán)永林等人從2002年開(kāi)始圖2活塞沖壓式生物質(zhì)成型機(jī)原理圖在國(guó)產(chǎn)飼料制粒機(jī)的基礎(chǔ)上結(jié)合瑞典生物質(zhì)顆粒燃料1成型燃料;2成型套筒;3活塞;4機(jī)械或液壓驅(qū)動(dòng);5原料成型機(jī)技術(shù)研制成功了生物質(zhì)顆粒燃料成型機(jī)。2004年,清華大學(xué)和北京惠眾實(shí)科技有限公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)了Highzones生物質(zhì)固化成型技術(shù),其利用壓輥擠壓原理實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)就地及時(shí)壓縮。2006年河南農(nóng)業(yè)大學(xué)李保謙、張百良和夏祖璋等人研制了HPB-V型液壓驅(qū)體谷動(dòng)活塞式成型機(jī),合肥天炎綠色能源開(kāi)發(fā)有限公司研制了TYK-Ⅱ秸稈成型機(jī)。河南省科學(xué)院能源研究所何曉峰等人研制了一種在常溫下生產(chǎn)顆粒燃料的環(huán)模顆3螺旋擠壓式生物質(zhì)成型機(jī)原理圖粒成型機(jī),其由變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋供料裝置為擠壓裝L成型燃料;2成型套筒;3螺桿;4.驅(qū)動(dòng)軸5原料置供料,通過(guò)調(diào)整供電頻率可實(shí)現(xiàn)原料供應(yīng)量的調(diào)整,顆粒燃料的生產(chǎn)效率可達(dá)到300-500kgh。生物質(zhì)致密成型技術(shù)受到國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的普遍重視,并投人了大量的資金和技術(shù)力量研究開(kāi)發(fā)生物質(zhì)3存在的問(wèn)題致密成型設(shè)備。早在20世紀(jì)30年代美國(guó)就開(kāi)始研究當(dāng)前生物質(zhì)致密燃料成型技術(shù)和設(shè)備主要存在以壓縮固體成型燃料技術(shù),并研制了螺旋式擠壓成型機(jī),下幾個(gè)問(wèn)題。在加熱溫度為110-350℃、壓力10MPa的條件下,能把木屑和刨花壓縮成固體成型燃料。20世紀(jì)70年代初3.1能耗高美國(guó)又研究開(kāi)發(fā)了環(huán)模擠壓式顆粒成型機(jī),并在國(guó)內(nèi)在成型機(jī)中將纖維和木質(zhì)素軟化必然要消耗大量大量生產(chǎn)。瑞土、瑞典及西歐等發(fā)達(dá)國(guó)家也都先后研究的能量,如螺桿擠壓成型機(jī),其生產(chǎn)時(shí)粉料在螺旋擠壓開(kāi)發(fā)了沖壓式成型機(jī)輥模擠壓式顆粒成型機(jī)。20世成型前要先經(jīng)過(guò)電加溫預(yù)熱,擠壓成型過(guò)程的電耗量紀(jì)50年代日本從國(guó)外引進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)后進(jìn)行了改進(jìn),研就制成功了螺旋式擠壓成型機(jī),之后又相繼生產(chǎn)了以油中國(guó)煤化工壓水壓為動(dòng)力的活塞式生物質(zhì)壓縮成型設(shè)備"。從20CNMHG用高世紀(jì)80年代開(kāi)始,日本對(duì)生物質(zhì)壓縮成型燃料技術(shù)進(jìn)國(guó)產(chǎn)成型機(jī)的螺桿最高壽命不超過(guò)500h;國(guó)內(nèi)外行了探討對(duì)壓縮過(guò)程中的動(dòng)力消耗、壓模的結(jié)構(gòu)與尺的同類環(huán)模式成型設(shè)備平均修復(fù)周期在100左右,寸壓縮燃料的含水率、壓縮時(shí)的溫度和壓力以及原料維修費(fèi)用(取決于環(huán)模直徑)為1-4萬(wàn)元。德國(guó)某廠環(huán)12期張國(guó)梁等:生物質(zhì)致密成型技術(shù)和設(shè)備研究模成型機(jī)的環(huán)模,每運(yùn)行3個(gè)月就需要維修一次,一臺(tái)成型設(shè)備對(duì)不同種類原料的適應(yīng)性。第二種方法是以環(huán)?？偝煽删S修10次,每次耗資4500歐元芐基化反應(yīng)作為預(yù)處理方式,增加原料的熱塑性和各種原材料對(duì)成型設(shè)備的適應(yīng)性。即對(duì)不同種類原料(木33對(duì)原料的適應(yīng)性差材、麥秸、玉米秸、棉稈、稻殼等)進(jìn)行一定比例(5%成型機(jī)對(duì)原料的粒度和含水率要求不盡相同,從10%)芐基化預(yù)處理,將芐基化產(chǎn)物與未處理原料混合6%-35%不等超出正常范圍就會(huì)導(dǎo)致生物質(zhì)不能成型后在成型機(jī)內(nèi)成型,總體上提高設(shè)備對(duì)原材料的適應(yīng)或能耗增大,因此各地區(qū)只能根據(jù)不同原料配備各種性。在對(duì)原料進(jìn)行蒸汽爆破和芐基化處理的基礎(chǔ)上確專門設(shè)計(jì)的成型設(shè)備。此外,不同的成型設(shè)備對(duì)適用的定合理的成型工藝。原料要求嚴(yán)格,為鋸末、木屑設(shè)計(jì)的成型設(shè)備不能處理4.2研發(fā)和改進(jìn)成型設(shè)備秸稈;能處理秸稈的成型設(shè)備不能處理稻殼;處理稻殼的成型設(shè)備卻又不能處理棉花稈普通的晾曬處理如遇陰雨天氣,秸稈易霉變甚至由于生物質(zhì)致密成型加工中存在以上問(wèn)題,所以腐爛使秸稈利用價(jià)值降低。因而有必要研發(fā)針對(duì)不同要求生物質(zhì)成型技術(shù)在不同種類生物質(zhì)原料自生膠合來(lái)源、不同種類的高含水率物料(濕秸稈)一次粉碎技固化成型性能物料預(yù)處理方法成型工藝和關(guān)鍵設(shè)備術(shù)與設(shè)備,實(shí)現(xiàn)多種濕秸稈即收割即粉碎并提高碎料等方面要加以改進(jìn),從而獲得理想的噸料加工耗能量程度。粉碎后的秸稈進(jìn)行再氣干或人工干燥,一方面提和性能良好的產(chǎn)品。高干燥效率,另一方面可預(yù)防或減少秸稈霉變腐爛,為后續(xù)成型工藝做好準(zhǔn)備。成型技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)合理設(shè)計(jì)成型部件的材料、尺寸,合理選擇成型因素水平,對(duì)成型機(jī)的關(guān)鍵部件采用先進(jìn)的表面熱處理4I改變?cè)项A(yù)處理方式,優(yōu)化成型工藝和涂層、滲層等技術(shù)以提高其耐磨性。改變?cè)系念A(yù)處理方式可以提高不同種類秸稈自從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、尺寸設(shè)計(jì)制造精度等角度出發(fā)提高身膠合固化成型性能,從而有效改善不同種類秸稈成成型機(jī)對(duì)原料的適應(yīng)性(主要是對(duì)含水率的適應(yīng)性)型性能和顆粒成型燃料結(jié)合強(qiáng)度。在原料預(yù)處理方面,蒸汽爆破預(yù)處理、木質(zhì)纖維材料芐基塑化是新近發(fā)展5結(jié)束語(yǔ)起來(lái)的預(yù)處理方法。生物質(zhì)能源被認(rèn)為是今后主要的新能源之一,其蒸汽爆破主要是利用高溫高壓水蒸氣處理纖維原具有顯著的經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)效益,同時(shí)有利于環(huán)境保護(hù)。料,并通過(guò)瞬間泄壓過(guò)程實(shí)現(xiàn)原料的組分分離及結(jié)構(gòu)采用生物質(zhì)致密成型技術(shù)生產(chǎn)成型燃料是我國(guó)生物質(zhì)變化。在高溫和高壓的作用下水蒸氣通過(guò)擴(kuò)散作用滲原料的綜合利用途徑之一,但在利用傳統(tǒng)工藝進(jìn)行致透進(jìn)木質(zhì)纖維細(xì)胞壁內(nèi),一部分半纖維素的乙酰基水密成型燃料的加工中,普遍存在成型設(shè)備能耗高、磨損解生成有機(jī)酸。生成的酸作為催化劑又加速了半纖維嚴(yán)重和使用壽命短等問(wèn)題,導(dǎo)致生物質(zhì)致密成型燃料素和木質(zhì)素的降解隨著半纖維素的降解,木質(zhì)素開(kāi)始的成本偏高,嚴(yán)重影響生物質(zhì)致密成型技術(shù)及致密成軟化。在突然減壓噴放時(shí)受機(jī)械力的作用,木質(zhì)素與纖型燃料的發(fā)展和推廣。因此研究生物質(zhì)致密成型機(jī)理維素分離。處理后天然纖維原料膨松呈煙絲狀,纖維素和新的成型工藝,進(jìn)一步降低能耗、減少加工成本,減的孔隙增大。對(duì)其進(jìn)行熱性質(zhì)分析表明蒸汽爆破使植少對(duì)原料成型條件的限制等,將是生物質(zhì)致密成型燃物纖維原料的半纖維素和木質(zhì)素降解為低分子物質(zhì),料推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。并且使纖維疏松,形成多孔,易于燃燒叫。參考文獻(xiàn)植物纖維材料芐基塑化即通過(guò)化學(xué)手段,用其他]肖宏儒宋衛(wèi)東,鐘成義等生物質(zhì)成型燃料加工技術(shù)分析研究的官能團(tuán)來(lái)部分取代其纖維素、半纖維素或木質(zhì)素上[J中國(guó)農(nóng)機(jī)化,2005):65-68半纖維素等分子間的結(jié)合力大大降低;另一方面這種B衣機(jī)化研究,208123料的物理品質(zhì)及成型技術(shù)面的羥基,這樣將減少各成分之間的氫鍵,使纖維素和中國(guó)煤化工型燃料制造技術(shù)研究現(xiàn)改性還會(huì)破壞纖維素的結(jié)晶結(jié)構(gòu),最終使木質(zhì)纖維材料在一定溫度下軟化成為熱塑性材料凹。CNMHG圍勝生切屬不W兀觀狀[木材加工機(jī)械改變?cè)项A(yù)處理方式,第一種方法是針對(duì)不同種類秸稈采用不同含水率不同溫度、不同壓力進(jìn)行試驗(yàn)[5俞國(guó)勝侯孟生物質(zhì)成型燃料加工裝備發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J林研究,優(yōu)化得到不同種類秸稈的爆破法工藝參數(shù)提高業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備,2009,37(2):4-8第38卷第12期林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備Vol 38 No 122010年12月FORESTRY MACHINERY WOoDWORKING EQUIPMENT Dec 2010綜,述中國(guó)木機(jī)械行業(yè)經(jīng)銷商的形成與發(fā)展概況徐楊,齊英杰,胡萬(wàn)明(東北林業(yè)大學(xué),黑龍江哈爾濱150040)摘要:首次系統(tǒng)介紹了中國(guó)木工機(jī)械行業(yè)經(jīng)銷商的形成與發(fā)展概況,分析了中國(guó)木工機(jī)械行業(yè)經(jīng)銷商的現(xiàn)狀,提出中國(guó)木工機(jī)械行業(yè)經(jīng)銷商是促進(jìn)中國(guó)林產(chǎn)工業(yè)發(fā)展的一支不可忽視的隊(duì)伍,在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下起到了調(diào)劑市場(chǎng)、促進(jìn)行業(yè)發(fā)展的作關(guān)鍵詞:木工機(jī)械;經(jīng)銷商;形成與發(fā)展;概況中圖分類號(hào):T642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1001-4462(2010)12-0016-04Formation and Development Situation of Chinese WoodworkingMachinery DistributorsXU Yang, QI Ying-jie, HU Wan-ming( Northeast Forestry University, Harbin Heilongjiang 150040,ChinaAbstract: The formation and development situation of Chinese woodworking machinery distributors are introducedsystematically for the first time. The current status of Chinese woodworking machinery distributors are analyzed and the factthat Chinese woodworking machinery distributors are a team that can t be ignored, for it helps promote the development ofChinas forest industry and regulate the market and promote industrial development in the current market economy, isKey words: woodworking machinery; distributor; formation and development; situation中國(guó)木工機(jī)械行業(yè)經(jīng)銷商是伴隨著改革開(kāi)放的春行了一次徹底的清理,所有的私人企業(yè)在這段時(shí)間均風(fēng)而誕生發(fā)展起來(lái)的。1952年前后中國(guó)對(duì)私人資本進(jìn)收歸國(guó)有。截至1978年,中國(guó)大陸境內(nèi)所有的企業(yè)都收稿日期:201010-15為國(guó)營(yíng)或集體所有制企業(yè),所有的物資生產(chǎn)和分配均[6]姜洋郭軍王忠誠(chéng)等生物質(zhì)致密成型設(shè)備生產(chǎn)顆粒燃料技術(shù)[D]北京:北京林業(yè)大學(xué),2006:4-8及經(jīng)濟(jì)分析[可再生能源2006(4):81-83[12]張連慧,石力安,王體朋等蒸汽爆破過(guò)程麥稈木質(zhì)纖維素的[7] P Y H. ung, M U.F. Kirschbaum, R J Raison, et al The potential for轉(zhuǎn)化門]農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2008,24(10):195-198bioenergy production from Australian forests, its contribution to[13]王堃蔣建新宋先亮燕汽爆破預(yù)處理木質(zhì)纖維素及其生物轉(zhuǎn)national greenhouse targets and recent developments in conversion化研究進(jìn)展]生物質(zhì)化學(xué)工程,2006,40(6):37-42processes[J]. Biomass and Bioenergy[14]張曉燕趙廣杰蒸汽爆破預(yù)處理桉木的形態(tài)結(jié)構(gòu)與主化學(xué)成[8]劉圣勇陳開(kāi)碇張百良國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)成型燃料及燃燒設(shè)備研1言甘,↓廿,30(3):101-106究與開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀[J可再生能源,002(4)[5]中國(guó)煤化工技術(shù)及應(yīng)用]木材工業(yè),[9]嚴(yán)永林生物質(zhì)固化成型設(shè)備的研究[林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備CNMHG2003,31(12):19-21第一作者簡(jiǎn)介:張國(guó)梁(1983-),男,碩士,助教,主要從事[Io〕車戰(zhàn)斌生物質(zhì)就地及時(shí)壓縮成型技術(shù)[J新能源技術(shù),2005木村加工設(shè)備方面的研究[]回彩娟.生物質(zhì)燃料常溫高壓致密成型技術(shù)及成形機(jī)理研究