1、生物质成型燃料的基本概念和生产工艺简介
1.1林木生物质成型燃料的基本概念
林木生物质成型燃料一般是指将林木采伐剩余物、加工剩余物、枯枝等物干燥粉碎后，在一定压力作用下压缩成为一种固形物。因其比原料的密度大大提高，贮运、使用都很方便，因此又可称为生物质煤。
按照原料以及其中添加物的情况，生物质成型燃料可分为单一组分的成型燃料和复合成型燃料。复合成型燃料是在原料中添加了一些粘结剂和除硫剂等。
按照成型后的密度大小，生物质成型燃料又可分为高、中、低3种密度。密度在1100 kg/d以上的为高密度成型燃料；密度在700 kg/m3以下的为低密度成型燃料；介于高密度和低密度之间的为中密度成型燃料。块型大小适宜的中、低密度生物质成型燃料可以完全代替煤或与煤一起混合在普通炉灶、工业锅炉和燃煤电厂锅炉中燃烧。按照成型燃料的形状又可分为棒状、块状、颗粒状生物质成型燃料。
1.2生物质成型燃料的生产工艺
生物质成型燃料的生产工艺有热压成型和冷压成型两大类生产工艺。
1.2.1热压成型工艺。
主要有螺旋挤压技术和活塞冲压技术两种。螺旋挤压成型技术是研发时间最早，目前最常采用的一种技术。这种技术大多数是以锯木屑为原料，生产出来的产品形状为直径50mm左右，长度450 mm左右，横截面为圆形或六角形，每根重约1 kg的棒状。可用于蒸发量≤1 000kg/h工业锅炉或民用炉灶。该技术的优点是成品密度高，密度可达1100～1400KG/m3。质量好、热值高。可再加工成炭化燃料。其缺点也不少，①产量低，目前国产设备的最高台时产量不到150 kg；②能耗高，因原料在挤压成型前要先经过电加温预热，挤压成型过程原料电耗在90 kwh/t以上；③易损件寿命短。国产设备主要工作部件螺杆的最高寿命不超过500 h；④原料要求苛刻，原料含水率需控制在8%～12%之间，自然干燥达标困难。所以有的物料要进行预干燥处理，不仅增加了加工成本，而且设备也不便于移动。活塞冲压技术是利用油缸往复运动，间歇成型，因此生产率不高，产品质量也不太稳定。而且设备一般100 h便要修一次而使用的较少。
1.2.2冷压成型工艺。
目前有环模辗压成型技术和平模辗压成型技术两种。环模辗压成型技术在国内是由中国林业科学研究院南京林产化工研究所在上世纪末研发成功的。该技术是以木屑和刨花为原料，成品为颗粒状。台时产量在250 kg左右，成品密度>1 000 kg/m3，其热值为20064 kj/kg左右。产品质量达到日本生物质成型燃料标准的特级或一级。
近年来，在该原型机的基础上，国内又开发成功了环模式压块机，成型块截面尺寸在35 mmx35衄左右。生产率可达2 t/h以上，是规模化生产生物质成型燃料的一种较理想机型。
平模辗压成型技术是农业部南京农业机械化研究所等单位在引进国际著名的德国卡尔公司的38-780型大型环模式颗粒机的基础上，结合我国实际，进行了多处技术改进和创新的一项具有自主知识产权的技术。
该技术与其他生物质成型颗粒（块）加工技术相比，最大的优点是原料适应性广，原料的粉碎度和含水率要求不严格。而且平模式制粒机还有辗模制造容易、寿命长、产量大(1.2 t/h)、吨料耗电低(40～50 kwh)、成型密度调整方便诸多优点，是目前国内最先进的机型。
2、产业化的重要意义
2.1可充分利用采伐剩余物，变废为宝
经北京林业大学、国家林业局调查规划设计院等相关单位的专家进行的“中国林木生物质培育和开发利用可行性研究”的调研结果，目前我国林业“三剩物”（采伐剩余物、造材剩余物、加工剩余物）的总量在8~10亿k如此大量的剩余物目前均未能得到有效利用，而且在处理时还浪费了大量的人力、物力。根据林业生产的实际情况估算。每皆伐1 hm2的采伐剩余物和林下杂灌总量不少于30 t。为清除这些剩余物和杂灌，传统的方式是将杂灌XⅡ倒，然后在作业区周边修出防火线进行炼山作业，采用烧除的方式进行清除。这种传统的作业方式不仅因炼山时火势难以控制容易引起森林火灾外，炼山过程的烟尘对环境也造成一定污染。而且炼山的费用也需60元/667 m2以上。增加了造林的成本。因此，现各级政府已明令禁止炼山造林。但从林业生产的实际出发，当采伐迹地上的采伐剩余物和杂灌得不判有效清除时，要按标准进行整地造林，是一项无法实施的事情，为此禁止炼山造林后，由于没有相应的新技术改善传统的作业方式，使得造林面积和造林质量大幅下降。长此以往，势必对我国的森林后备资源
造成极大的不利影响，应引起我们的高度重枧。为解决以上不利局面，让采伐剩余物和林下杂灌变废为宝．大力发展林木生物质成型燃科的生产和利用，无疑具有极其重要的意义。
2.2清理部分森林可燃物
随着森林保护力度加大，农村燃料物的改变，森林郁闭度大大增加，森林内枯枝落叶增多，森林内积聚了大量的可燃能量。极易引起森林火灾。如能及时清除这些可燃物，充分利用以形成生物质成型燃料，可减少森林火灾发生的可能，同时改善森林卫生状况，促进林木生长。
2.3可保护环境，充分发挥森林资源对人类的贡献
生物质燃料是一种比煤等化石燃料更清洁环保的燃料。有害物质排放远远低于化石燃料的排放。CO2被认为是零排放。S02的排放量是煤炭的1/10。林木生物质成型燃料不仅能解决燃料问题，还增加了林木资源利用率。
2.4能促进新林区建设
安排林区闲散劳动力上山收集剩余物，增加林场职工和林农收入。
3、产业化的可行性与存在问题
3.1产业化的可行性
国外对生物质成型燃料的研究和开发利用起始于20世纪初，美国在1930年代便研制了螺旋式生物质燃料成型机，在温度80C～350℃和压力100 Mpa的条件下，能把木屑和刨花压缩成固体成型燃料。日本于1950年代从国外引进技术后进行了改进，并发展成7日本压缩成型燃料的工业体系。1970年代后期，西欧国家也开始重视压缩成型燃料技术的研究，亚州的泰国、印度、菲律宾等国也从1980年代开始研制加粘结剂的生物质压缩成型机。
与此同时，为有效利用生物质燃料，高效燃烧器具（锅炉或灶具）的研发也得到以上国家的重视并取得成功。目前在瑞典等国家，生物质成型燃料已像我国卖的煤球一样进入了千家万户。用作锅炉燃料时，已可像加注燃油一样由颗粒生物燃料车通过管道加注到燃料仓内。
我国对生物质成型燃料的研究起步较晚，迟至1980年代才开始。湖南省衡阳市粮食机械厂于1985年研制了第一台ZT-63型生物质压缩成型机；随后江苏省连云港东海粮食机械厂、陕西武功轻工机械厂，河南巩义包装设备厂、湖南农业大学、中国农机能源动力所、河南农业大学、中南林业科技大学（原中南林学院）也纷纷研制出了各种型号的生物质燃料成型机。据估计，现全国投入使用的生物质压缩成型设备约在1000台左右。
在生物质燃料器具方面的研制，我国也取得了长足的进步。不仅有专用的民用炉灶，还开发出了暖风壁炉、水暖炉、炊事炉等，均取得了满意的效果。经过20多年的研究开发，我国生物质成型燃料的技术日臻成熟，已初步具备丁产业化开发发展的条件。
3.2存在问题
林木生物质成型燃料产业化发展必须使研究、生产、开发利用形成一条龙。也就是说，要形成一条上、中、下游畅通无阻的产业链条。由于各个环节有自己的一些问题没能互相促进形成良性互动的产业链条，阻碍了林木生物质成型燃料产业化发展，这就是问题的根本所在。
3.2.1成型技术研究环节。经过20多年的研究、推广工作，生物质成型燃料技术应该比较成熟了，但还存在诸如设备机组可靠性能差；成型设备适应范围小，规范标准不统一；配套设备不足技术后续不力，设备连续运行能力低等问题。这些问题的解决需要较大规模、较大量的生产企业的生产检验。特别是林木种类较多，各地条件不同，林木生物质成型技术需根据这些差异进行设备的检验和调试。成型技术的研究需要生产实用技术数据的支持，这样才能较快地克服技术难题，使技术完全成熟进入商业化生产。
3.2.2成型技术生产环节。目前我国只有小规模的少量的生产企业，没有较成熟的生物质成型技术生产环节。其原因是，商业开发投资者对生物质成型燃料技术还不了解，成型燃料产品的应用、用途还不成熟，因此，投资者很难对其经济效益作出准确的分析判断，这样大大降低了开发者的投资冲动。实际上，林木生物质成型燃料生产项目的前期主要体现的是生态效益和社会效益，其生产企业获利能力较低，只有通过生产企业的拉动使森林生物质成型燃料产业化发展成熟了，生产企业才有较好的获利。也就是说，要培育生产企业这个产业化的龙头，需要政府的大力支持，面目前我国政府相关部门还没有出台有关政策支持生物质成型燃料生产开发。加之我国的风险投资机制也不成熟，所以，没有较大企业进入生物质燃料生产。
3.2.3产品开发应用环节。林木生物质成型燃料理论上用途广泛，国外也确实在大量应用。但我国对其用途、燃烧方式、燃烧设备等还存在一些问题需要研究，生产者、销售商、炉具制造商和用户之间还没有建立起—个互相链接的平台。产品的用途需要生产企业大量的合格产品来进行检验和开拓。
总之，只有各个环节在互相促进中解决各自的问题，才能真正将这个产业做大做强。
4、促进产业化发展的几点建议
1)政府相关部门应尽快出台有关政策支持建设林木生物质成型燃料生产企业。产业化成熟前的生产企业获利能力低，据测算，成型燃料的生产成本在300～350元/t，销售价在400元，t左右，在生产初期还有—些不可预见因素。但生态和社会效益很大，因此，政府要有相关的财政和税收政策给予扶持。同时，政府技术推广部门要积极推广已经成熟的设备，进行商业化示范运行，促进设备完善。
2)应加强对《可再生资源法)的宣传工作，努力提高全社会对发展林木生物质的认识水平，增强投资者建设生产企业的信心。鼓励投资者进行风险投资。通过生产企业带动整个产业的发展。
3)政府要进行林木生物成型燃料的长远的、合理的规划，防止初期无人开发、后期过度开发的局面。同时制定相关统一的标准、规范促进产业化发展。
4)进一步加强技术引进和开展国际合作。培训加工生产的各层次的技术人员。
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