0、引言

中國作為農業大國，具有豐富的可再（zài）生能（néng）源（yuán）和新能源資源，僅農（nóng）作物秸稈每年產量達9億多噸，這些（xiē）資源不僅（jǐn）沒有得到有效利用，在有些地方甚至成為負擔，“節能減排”、新能源（yuán）和可再生（shēng）能源開發利用（yòng）是（shì）當今國際上（shàng）的一大熱點。新華社曾經呼籲：《給科學家（jiā）出道難題一幫助農民找到（dào）處理秸稈的辦法》，如何開發利用秸稈問題，是當代農業發展的重大課題（tí）之一。

生物質能是可再生能源十分重要的組成部份，資（zī）源十分豐（fēng）富，是取之不竭的可（kě）持續（xù）利用的能源，它的合理、高效開發利用，對解決人類的能源危機和改善人們生存環境起著十分積極（jí）作用。生物質燃料發展很快，在西歐及日本等國（guó）已成為一種產業，一些國家還在這方麵開展了國際（jì）合作。我國“中國新能源（yuán）和可再（zài）生能源發（fā）展綱要(1996～2010年)”中提（tí）出要將”發展高效的直接燃燒技術、致密固化成型技術、氣化液化技術”作為今後工作的一個主要方麵來抓。堅持自主開發與引進消化（huà）吸收（shōu）相結合的技術路（lù）線，積（jī）極（jí）開展對外交流（liú）與合作。稻草秸稈（gǎn）自身（shēn）密度小，很不利於運輸和儲存，影響其深加工或二次開發利用。稻草秸稈壓製後（hòu），具有很高的壓縮比，極大（dà）地方（fāng）便了生物質資（zī）源的（de）運輸和儲存，同時改善了生（shēng）物質（zhì）燃（rán）料的燃（rán）燒性能，提高了生物質資（zī）源的利用（yòng）效率，在國家調整農村能（néng）源結構中，推廣和應用秸稈壓（yā）縮顆粒（lì）機，有著巨大的社會效應（yīng）、經（jīng）濟效益和廣闊的發展前（qián）景。

本文基於生物質壓縮成型技術，對稻草秸（jiē）稈成型機理（lǐ）及成型參數進行了實驗研究，設計了一種平模製粒壓縮機，顆粒機（jī）壓輥擠壓平模上已（yǐ）粉碎的稻草秸稈，從模（mó）孑L擠出的相對（duì）高（gāo）密度稻草棒粒燃（rán）料，是一種可以（yǐ）替代原煤的新型環保燃料口（kǒu）。該機械能有效地降低能耗、減少磨（mó）損，有著較高的生產率。

1 生物質壓縮燃料成型原理及工藝

生物質壓（yā）縮燃料，是以稻草秸稈（gǎn）、木屑、樹皮等農（nóng）林剩餘物為原料，在高壓加熱條件下，壓縮成顆粒狀（zhuàng）、棒狀、塊狀等質地堅實的成型物，可作為工業鍋爐、民用爐灶、家庭（tíng）取暖（nuǎn）爐以及農業（yè）暖房的燃（rán）料。

雖然不同的植物其組成成分不同，但纖維素、半纖維素和木素是植物（wù）體的主要成分，一般占植物體成分的2/3以上。木素屬非（fēi）晶體，在常溫下木素（sù）主要部分不溶於任何有機溶劑，沒有熔點但有軟化點。當（dāng）溫度達70～110℃左右時，軟化（huà）粘（zhān）合力開始增加；在200～300℃時，軟化程度加劇（jù）而達到液化，此（cǐ）時加以一定壓力，可（kě）使其與纖維素緊密粘接，同（tóng）時（shí）與鄰近的秸稈顆（kē）粒互相交接，稻草秸稈植物細胞中含（hán）有纖維素、半纖維（wéi）素和木質素（或稱（chēng）木素），自然密度（dù）小，通常為0. 03～0.05。當達到一定的（de）溫度並加（jiā）以適當壓力，可不用任何粘接劑，經過一（yī）定形狀的成型孔眼，形成具有固定形狀的壓縮（suō）成型棒粒（lì）燃料。

影響生物質壓縮（suō）成型的主要因素有：原（yuán）料種類、含水率、粒度、成型壓力（lì）和壓縮成型模具的形狀尺寸及加熱溫度等（děng）。

通過調查，稻草秸稈壓縮成型質量，關（guān）鍵因素是秸稈熱成型（xíng）工藝及成型設（shè）備。粗加工處理後的原材料，在高溫狀態（tài）、不添加任何黏合劑（jì）的情況下，通過機械擠（jǐ）壓，使其由鬆散態變成密縮態，變成具有（yǒu）一定的形（xíng）狀、強度和密度的（de）成型棒粒料。稻草秸稈成型工藝流程如圖1。

顆粒（lì）機,秸稈壓塊機,飼料顆粒機

2稻（dào）草秸稈壓縮機械

生物質熱壓成（chéng）型技術發展到今天，市場上有著多種不同成型方式的（de）製造設備，這些設備各有優點，但普遍存在著能耗較高，生產率較低的缺點。目（mù）前世界各地研製生產的成型燃料主要有兩類。一類是壓縮塊(Briquette)，另一類是壓縮粒，根據成型原理的不同，壓縮成型機（jī）可分為以下三種類型（xíng）：

(1)活塞壓塊機(Piston press)，其（qí）產（chǎn）品是壓（yā）縮塊（kuài），如圖2所示。

顆粒（lì）機,秸稈壓塊機,飼料顆（kē）粒機

(2)螺旋壓塊機(Extruder pres)，螺旋壓塊機又（yòu）可分為不加熱（如圖3）和加熱（如（rú）圖4）兩種。圖4生物質中的木炭素受熱塑化（huà）後具有粘性，使生物質原料熱壓成型。

顆粒機,秸稈壓塊機,飼料顆粒機顆粒機,秸稈壓塊機,飼料顆粒機

(3)模壓造粒機(Matrix pellet pre)其產品是壓縮粒，一種是平板模造粒機( Disk matrix peetpress)，如圖5。平板模上（shàng）有4～6個滾子隨滾（gǔn）子軸作圓周運（yùn）動。原料在滾子（zǐ）與模板間受擠（jǐ）壓，多數原料被擠入模板孔中。切割刀將模板孔中擠出的壓縮條，按需要（yào）長度切割成粒，另一（yī）種是環板模造粒機( Ringmatrix pellet press)，如圖（tú）6。其結構較簡（jiǎn）單，工作時模板與滾子的磨損較少（shǎo），故能耗量也較（jiào）低。通過調（diào）研比較，本設計選用平板模顆粒機。

顆粒機,秸（jiē）稈壓塊機,飼料顆粒機

2.1 平板壓模的設（shè）計

顆粒機械的設計主要有壓（yā）模、壓輥和轂套的（de）設計和驅動電機的選擇等幾個部（bù）分。平板壓模是稻草秸稈壓縮成型的核心部分。它的性能直接影響秸稈（gǎn）能否壓縮成型，成型的密度能否達到要求，影響（xiǎng）到產品質量的好壞和生產成本（běn）的高低。平模壓模示意（yì）圖如圖7。

顆粒機,秸稈壓塊機,飼料顆粒機

2.1.1 平板壓模的材料選擇

根據物料的（de）腐蝕性和平模工作壓強選擇材（cái）料，平（píng）模的材料一般是碳鋼（gāng）、合金結構鋼或不鏽鋼，對腐蝕性（xìng）強的物（wù）料、模孔小的（de）平模一般選用不鏽鋼，加工稻（dào）草秸稈選用碳鋼材料。

2.1.2平板壓模的模孔結構和尺寸參數的確定

稻草秸稈原料（liào）在成型過程中，成型機結構、模孔結構以及成型工藝是相關的。根（gēn）據稻草秸稈壓縮成型原理（lǐ）和成型顆粒大小要求，確（què）定模（mó）孔結構和尺寸（cùn）如（rú）圖8所示。模孑L具有不同的進口直徑，中央直徑和出口直徑，入（rù）口直徑D和中央（yāng）直徑d的平方比，主要決定（dìng）成型（xíng）壓力；入口角度a和L/D，因不同生物質原料而不（bú）同，進行試驗時考慮人口角度a=30°或為60°；中央直徑（jìng）Ø=6 mm或Ø=10 mm；模板厚度L=60 mm或1=70 mm。考慮減少摩擦和提高生產效率，確定（dìng）模孔結構和尺寸如圖8所示（shì）。

顆粒機,秸稈壓（yā）塊機,飼料（liào）顆粒機

試驗表明：成型機結構和模孔結構是影響原料成型的主（zhǔ）要因素。成型工藝確定（dìng）後，通過試驗，來測定成型壓力（lì）、溫度、原料粒（lì）度和含水率的關係。

2.2壓輥和轂套的設（shè）計

經過錘（chuí）片（piàn）式粉（fěn）碎機粉碎過的稻草秸（jiē）稈從進料鬥進入成型機，安裝在主軸上的撥盤（pán）隨主動軸的轉動，將稻草秸稈均散在平板壓模上，通過轂套帶動壓輥的不斷旋轉，對壓模產生壓擠，將稻草桔稈擠壓成型，壓輥的材料一般選用碳鋼（或合（hé）金（jīn）結（jié）構鋼）。壓輥設計成圓柱型的滾子，圓柱（zhù）的（de）中心鏜空，用於和轂套（tào）的安裝。。轂套的（de）伸出軸與轂套（tào）主體部分采用焊接結構，轂套（tào）有（yǒu）兩個方麵的作用：

(1)傳動作（zuò）用。通過鍵傳動（dòng），帶動安裝在它上麵的壓輥（gǔn）轉動；

(2)調整作用，通過調整其上方和下方的對頂（dǐng）螺母來控製壓輥對（duì）壓模的壓力和相對距離（lí），即壓入模孔中稻草（cǎo）秸稈量的多（duō）少。

2.3 電動機（jī）的選擇

電動機的選擇包括容量的選擇、電機種類（lèi）的選（xuǎn）擇、電壓的選擇、轉速（sù）和結構型式等的選擇，經過估算比較，選擇（zé）YCT225 - 4B型電磁調速異步電動機（jī），參數選擇過程（略）。

2.4顆粒（lì）機結構設計

顆粒機是生產成型燃料的關鍵設備，它的性能優劣直接影響到產品質量的好（hǎo）壞和生產成（chéng）本的高（gāo）低，顆粒機械的設計主要有壓模的設計、壓輥（gǔn）和轂套（tào）的設計和驅動電機（jī）的選擇等幾個部分，機械結構示意圖如圖9所示。

顆粒機,秸稈（gǎn）壓塊機,飼料顆粒機

3 製粒（lì）試驗及結論

(1)顆粒機使用調試：正確控製壓輥與壓模間隙，製粒過程中，壓模與壓輥的（de）間隙極為重要，間隙過大，易造（zào）成物料在模輥（gǔn）間打滑，產量低，有時還會不出（chū）粒；間隙過小，模輥（gǔn）機械磨損嚴重，影響使用壽（shòu）命。合適的模輥間隙應為0. 05～0.3 mm，即壓模與壓輥剛（gāng）好接觸（chù），壓輥與（yǔ）壓模整好後（hòu），開車空轉，檢查主軸是否有軸向竄動，如（rú）果有軸（zhóu）向竄（cuàn）動，應調整主軸的軸向位置，直到無竄（cuàn）動為止。此外，壓輥（gǔn）要轉動靈（líng）活，止退墊圈要鎖（suǒ）好，並要加足黃油，避免軸承溫升過（guò）快缺油損壞。

(2)稻草秸稈壓縮成型參數：顆粒壓（yā）製成型（xíng）過程中，壓強達到50～100 MPa，稻草含水率在10%～15%時就可以成粒（lì）。對已幹稻草可在加工前8h左（zuǒ）右調整含水量。

(3)模孔光整、堵塞處（chù）理。新壓模有很多原因會（huì）造成模孔堵塞（sāi），製不出壓縮顆粒。新壓模出廠前進行光整加工，要達到最高產量還（hái）需用物料磨光。堵（dǔ）模浸入油（yóu）內（nèi）清理等，

傳（chuán）統製粒技術，製粒成本高，平模壓縮顆粒機關鍵和創新點在模孔設計，通過（guò）試驗”稻草秸（jiē）稈壓縮燃料顆粒機”機器磨損大大減小（xiǎo），能耗降低，總成（chéng）本降低很多，轉載請注明：草莓污视频新能源顆（kē）粒機