关键词：废弃物；机制木炭；成套设备；生产技术
前言
农业林业生物质废弃物机制木炭成套设备及生产技术的研究工作意义十分重大，开发应用前景非常广阔，机制木炭成套设备与生产技术最主要的技术有两个方面，一是机制木炭生产工艺流程；二是针对生产工艺过程配置适宜的生产设备。目前这方面的研究已经被用户认可，事实证明了机制木炭是一个非常好的、项目，今后将产生更大的经济效益，环境效益和社会效益。
1机制木炭生产技术意义重大，开发应用前景广阔
以农业林业等废弃物为原料深加工生产机制木炭，能够变废为宝，变有害为有利，而其成套加工设备与生产技术基本上可以认定为是一项综合效应巨大，优质、高效、环保、生态安全的好项目，该项目不仅实施意义重大，开发应用前景广阔。
1.1机制木炭生产加工的意义深远
机制木炭成套设备及生产技术是将农业和林业废弃物（各种农作物的秸秆及林木的枝叶等无用丢弃形成污染源的可再生物质）为原料，经产业化加工和深加工，制做出规范标准的机制木炭，这是一个利国利民的好项目，更是一个有利于“三农”的好项目。这项技术可将大量的农业、林业涉农加工业下角料等再生生物质废弃物进行回收利用再加工。实现资源的有效利用，加工再生变废为宝，按照减量化再利用、资源化的原则，加强资源的综合利用，尤其是再生资源的回收利用。开展清洁生产，规范化作业，标准化加工，形成低投入、低消耗、低排放和高效率的节约型增长方式。这个项目原料可实现就地取材，产品可实现就地加工，效益可实现就地翻翻。由于技术含量高，应用针对性强，受到国家政策支持和广大民众的欢迎，从根本上避免了宝贵的农林可再生生物质资源的浪费，同时也避免了对自然条件造成的破坏及生存环境造成的污染，为循环再利用及农业可持续稳定发展创造了条件，具有生态、人环、经济及社会多重效益，能够实现农民受益，农村改观，农业发展，可以促进农村整体进入小康社会和社会主义新农村建设。
1.2机制木炭成套设备及生产技术研究的主要内容
农业林业等废弃物深加工机制木炭主要有备料、制棒、炭化三个大的生产环节，备料环节生产中要使用粉碎和烘干设备，制棒过程要使用成型机，炭化工序要使用炭化炉或者炭化窑。经过这套设备系列加工制棒过程结束时可生产出标准规范的燃料棒，再经过进一步加工炭化完成时就可以生产出机制木炭。这个项目所进行的产业化深加工以农林废弃物为原料，加工后变废为宝产生大幅增值，节约了资源，净化了环境，提供了新的就业机会，增加了农民的致富手段，保证了农村经济良性可持续循环发展。
木炭是指含有碳成分的生物质材料经过一定工艺过程炭化后得到的可燃性黑色产物。按照木炭烧制原料不同，木炭分为原木炭（又称树炭）和机制木炭（又称人工炭）。
经两种木炭对比使用不难发现，机制木炭含碳量高、发热量大、燃烧时间长，硫、磷含量很低，燃烧充分，燃烧时无烟无味，对人体没有危害，机制木炭优于原木炭。
机制木炭可利用秸秆、稻壳、锯末、树枝、甘蔗渣、酒糟渣等70多类300多种材料作为制炭原料，广义上讲所有能燃烧的生物质废弃物均可作为原料制作机制木炭，每年我国仅农作物秸秆一项可产出近7亿吨，且原料再生周期短，周而复始，循环往复，取之不尽用之不竭，成本非常低廉，就地取材加工非常方便。
1.3机制木炭需求巨大，发展空间广阔
近年来，我国政府为了保护生态环境．大力实施天然林保护工程。禁止伐薪烧炭，颁布政策法规，不断加大对伐木烧炭的打击力度，原木炭（树炭）被逐渐封杀，原木炭的生产已经亮起了红灯。我国是木炭生产大国，也是木炭的需求大国，随着我国经济建设的迅猛发展，我国对木炭的需求将会不断增大，木炭的用途和销路也会更加多样化和广泛。它应用于食品、制药化工、冶金、国防、农业及环境保护等诸多领域还是烧烤、火锅、家用取暖的优质燃料。仅工业硅还原用炭我国年需要就为500万吨，再加上木炭出口销量，我国年需要木炭达千万吨以上。今后木炭的需求量还会不断增大，这一切都将使机制木炭取代天然木炭成为必然，也为机制木炭留下了巨大的发展空间，市场前景十分看好。尤其是在农村进行机制木炭产业化生产，原料可就地取材，人员可就地安排，加工费用低，生产成本少，可以实现效益最大化，是农民增收致富的一个好项目。机制木炭解决了长期以来农业废弃物回收处理综合利用的难题，还可以保护林木植被，维护生态平衡，净化自然环境和美化村容村貌，它还可以强化公益事业，服务“三农”，是农村、农业、农民的急需，在构建社会主义新农村的过程中具有巨大的需求及十分广阔的发展空间。
2、机制木炭成套设备与生产技术
目前机制木炭成套设备与生产技术已基本成型，无论是成套设备的产业化，还是工艺过程和生产技术安排使用者的实践已经证明是基本可行并能够满意的。
2.1机制木炭总体生产工艺流程及设备配置
机制木炭总体的生产工艺流程主要分：原料准备、制棒、炭化三大部分。
(1)原料准备是一个系统工程，主要包括粉碎、烘干等工作。需要的设备有粉碎机和烘干机。粉碎机不需要太精细，但有自己特殊的技术要求。
(2)制棒工序是由挤压制棒、薪棒切断、薪棒收集组成，主要设备是薪棒成形机。
(3)炭化工序是薪棒运输、薪棒码放、炭化、出窑。主要设备是炭化炉或炭化窑。
总体生产的工艺操作流程如下：
2.2机制木炭各工艺环节的技术原理
为了更好地说明这部分的技术分析，在这里主要叙述三个过程，即干燥、成型、炭化的技术原理。
干燥环节：采用气流干燥机、旋风分离器将燃烧炉内高温气体在脉冲管中与颗粒原料（长度≤10mm，直径≤5mm，含水量≥12%）充分接触，干燥呈含水量<12%的干燥物体，满足制棒机对原料水分的需求。气流干燥管的管径交替缩小和扩大，管内运动的物料颗粒速度也交替加速，热空气和粒子间形成相对速度和传热面积也相应加大，实现快速干燥。分离后的废气经鼓风机排入大气，物料则由工作装置的底部排出。
成型环节：采用制棒机、木、秸秆等植物细胞中含有木质素（木素）木素在适当温度下(200～300℃)会软化、液化，施加一定压力使其与纤维素紧密粘接并与相邻颗粒互相胶结，冷却后即可固化成型。制棒就是利用这一原理将生物质材料挤压固化成型。采用可替换式推进器和成型套，采用超导传热系统，实现加热速度快，挤压质量好，在特定温度和一定压力下制成的薪棒质效俱佳。
2.3机制木炭各主要环节配套机具设备
在相同基础条件下为了保证作业效果和质量我们采用干燥、成型、炭化工艺过程，需要配置的设备自然就是干燥机、制棒机和炭化炉。在科研人员的努力下，已经研制出了多种类型和规格的成型设备，各种相关设备的作业工效和作业质量以及机械设备的可靠性和实用性已经基本被用户所认可。根据机制木炭厂规模及具体条件的不同可以选择适应用户实际需要的成套设备的型号和规格。下面大致介绍一下现有的干燥机，制棒机和炭化炉。干燥机：干燥设备在整个生产过程中是基础加工中的最主要环节，是非常重要的，由于原料的来源的和传热面积也相应加大，实现快速干燥。分离后的废气经鼓风机排入大气，物料则由工作装置的底部排出。
成型环节：采用制棒机、木、秸秆等植物细胞中含有木质素（木素）木素在适当温度下(200～300℃)会软化、液化，施加一定压力使其与纤维素紧密粘接并与相邻颗粒互相胶结，冷却后即可固化成型。制棒就是利用这一原理将生物质材料挤压固化成型。采用可替换式推进器和成型套，采用超导传热系统，实现加热速度快，挤压质量好，在特定温度和一定压力下制成的薪棒质效俱佳。
2.3机制木炭各主要环节配套机具设备
在相同基础条件下为了保证作业效果和质量我们采用干燥、成型、炭化工艺过程，需要配置的设备自然就是干燥机、制棒机和炭化炉。在科研人员的努力下，已经研制出了多种类型和规格的成型设备，各种相关设备的作业工效和作业质量以及机械设备的可靠性和实用性已经基本被用户所认可。根据机制木炭厂规模及具体条件的不同可以选择适应用户实际需要的成套设备的型号和规格。下面大致介绍一下现有的干燥机，制棒机和炭化炉。干燥机：干燥设备在整个生产过程中是基础加工中的最主要环节，是非常重要的，由于原料的来源的原始状况千差万别，在厂区也是露天存放，这就使干燥加工带来了_定的难度，但是干燥过程后的技术要求是含水率<12%，目前普通采用的是气流式干燥机。除了大小规格不同之外，各研制单位还不断研究研制出了多种型式的气流干燥机，如：脉冲干燥机、双层脉冲干燥机、悬浮压缩干燥机、双层脉冲悬浮压缩干燥机等。
除了使用气流式干燥机之外也可根据用户自身的实际需求选用其它型式的干燥设备。
制棒机：制棒成型设备是整个生产过程中的核心设备也可以认为是最主要的部分，制棒过程的好坏将决定机制木炭产成品质量效率的优劣。制棒机在基本基理电子加温，机械螺旋推进施压达到高温高压塑化成型的基本形式下也研制了各式的制棒机或日成型机，如有：下出料式成型机、上出料式制棒机、节能型制棒机、双制棒节能型制棒机全自动制棒机等。
炭化炉：炭化设备是制炭过程中主要过程最后一道生产环节的设备，也是真正意义上的制炭专业设备。传统土窑作业，环境恶劣，炭化工期时间长，炭化生产效率低，质量差，机制木炭设备各研制单位把该问题做为了一个技术工作的重点研制出了多种形式不同的炭化炉、窑，使机制木炭设备的技术水平产生了标志性的技术变革，多项高新技术的应用为今后的机制木炭的快速发展打下了一个坚实的基础。在普通圆柱体炭化炉的基础上又研制出了新式立方型炭化炉，而性能产生巨大改变的新式炭化窑也应运而生。机械式炭化流水作业较从前有了很大的提高。图A3是普通炭化炉，图B3是新式炭化炉。
在机制木炭生产中通常使用的干燥、制棒、炭化也包括粉碎等其它机器设备以及整个机制木炭生产技术，虽然较之过去发生了根本性的变化和提高，但是也还存在着这样和那样的一些技术问题，今后会随着机制木炭事业的发展不断改进提高或得到彻底解决。社会的发展和科学技术的进步将在机制木炭的产业生产上产生巨大的反响，机制木炭的成套设备与生产技术发展的未来一片光明。更多的新技术新发明将在各个生产环节上有更多的体现和实际的应用。
3、机制木炭经济、环境、社会效益分析
机制木炭产业在其快速发展的过程中，体现出了十分强大的经济效益、环境效益和社会效益。
3.1生物质废弃物机制木炭带来明显的经济效益。
机制木炭保守价格每吨1.3千元以上，市场销售价格为1.5千元。机制木炭生产成本仅需600元左右，因此其利润十分可观，如果采用更加先进的设备和技术，利润会更加提高。以年产400吨的小型炭厂核算，每年可产生纯效益近30万元。另外．年产400吨的小型机制炭厂一年可消化农林废弃物1000-12000吨，使农民手里种植业产生的附产物及废弃物变成了宝贵的资源，产生了新的价值，只这一项产地周围的农民人均可多收入200元左右，而且人少地多的边远贫囚地区由于人均占有土地量较大，人均多收入可更加明显，可达300元左右，这个事业是一个惠及大多数农民和整个农村的朝阳事业，为农民的种植业生产找到了十分可观的增产增收新途径。为农业的整体技术经济进步提供了可靠的前提条件，农民的增收致富整体经济水平的提高，显而易见，直接经济效益和间接经济效益非常明显。
3.2生物质废弃物机制木炭产生了强劲的环境效益
第五次全国森林资源清查结果显示，我国森林面积为15894.1万公顷，全面森林覆盖率仅为16.55%，森林蓄积量112.7万立方米，人工森林面积4666.7万公顷，清查结果显示我国森林资源人均占有量很少，全国人均占有森林面积相当于世界人均占有量的21.3%，人均森林蓄积量只有世界人均蓄积量的1/8，森林是地球上众多陆上生物物种的生存家园，还对调节天气和稳定地球气候发挥重大作用，还能防止水土流失，净化自然环境。近年来我国政府制定了多项保护森林资源和改善生态环境的政策法规，相继启动了天然林保护工程，绿化造林工程及退耕还林工程，全面禁止乱砍乱伐天然林，严格限制使用天然林土窑烧炭，对利用农林废弃物生产机制木炭大力支持。机制木炭已经形成了一个非常有前途的朝阳产业，这对保护森林资源和改善生态环境将产生重大意义，也产生了十分强大的环境效益。
大量的农林废弃物是农村一个十分严重的污染源，农民随意丢弃和焚烧，污染了生存环境和大气空间，长期以来废弃物回收处理综合利用一直是围绕我们的一个难题，机制木炭是可以变废为宝，节能环保的好项目，起到净化自然环境和美化村容村貌的巨大作用。
3.3生物质废弃物机制木炭体现巨大的社会效益
1、国家政策支持，利国利民，变废为宝，净化环境，节约能源，促进经济发展，增强国家实力，造福子孙后代。
2、满足国民经济建设需求，缓解市场木炭供应紧缺的矛盾，保证相关单位的正常生产并可出口创汇，占领海外销售市场。
3、机制木炭生产可保护森林资源，净化自然环境，破解废弃物综合利用的难题。机制木炭燃烧无烟无味，无S02产生，是清洁燃料。
4、变废为宝，变有害为有利，把农林业废弃的生物质资源收集起来加工处理综合利用，低投入高产出，资源得到良性循环利用。
5、原料可以实现就地取材，产品可以实现就地加工，效益可以实现就地翻翻，人员可以就地招收，农民可实现整体受益。
6、我国陆续颁布了“禁伐禁烧”的政策法令，国家税务总局对利废、利旧及三剩物再利用的企业实行减免税制度，国家政令代表了民众的心声。
7、是一个涉及到农产品加工的好项日，还是一个以农产品加工业为主，带动其它行业发展的特殊项目，可以带动种植业、运输业、农村新能源产业等共同发展。
8、可以使农民整体致富，农民收入增加，富裕程度明显提高，村容村貌发生变化，农民生存环境改善，真正加快进入文明小康社会和新农村的步伐。
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