生物質(zhì)成型燃料技術(shù)在家具企業(yè)的應(yīng)用

李健男　杜安磊　黃彥慧　孫彬　王迎

摘 要：家具企業(yè)是木材及人造板最大的消耗用戶，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的木質(zhì)加工廢料，利用生物質(zhì)成型燃料技術(shù)將這些廢料加工成木質(zhì)成型燃料不僅能帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益，更有積極的環(huán)保意義。

關(guān)鍵詞：家具企業(yè)；木質(zhì)加工廢料；生物質(zhì)成型燃料

生物質(zhì)成型燃料是將木材加工剩余物、農(nóng)作物秸稈等生物質(zhì)原料粉碎到一定的粒度，在50-200MPa壓力和150-300℃加熱或不加熱的條件下，壓縮成棒狀、塊狀、粒狀等具有一定密實(shí)度的成型物，其密度能達(dá)到0.8g/cm3-1.35g/cm3，便于儲(chǔ)存運(yùn)輸和處理[1]。木質(zhì)材料在家具企業(yè)有雙重的作用，一方面可以制造家具，另一方面木質(zhì)材料的加工廢料也是家具企業(yè)熱能的主要來(lái)源，但是這些廢料形狀、尺寸不規(guī)則，不利于儲(chǔ)存，一些小尺寸廢料，刨花、鋸屑等質(zhì)地松散，堆積密度僅有0.15g/cm3-0.20g/cm3，不利于存儲(chǔ)和使用，采用生物質(zhì)成型燃料技術(shù)將這些廢料加工成木質(zhì)成型燃料，將大大改善其使用價(jià)值。

1 家具企業(yè)木質(zhì)廢料處理現(xiàn)狀及問(wèn)題

以Y家具企業(yè)為例，該家具企業(yè)生產(chǎn)美式家具，產(chǎn)生木質(zhì)廢料的主要有“鋸、刨、銑、鉆、磨、車“六種加工設(shè)備，產(chǎn)生的木質(zhì)廢料按照尺寸的大小可以分為按照尺寸可分為大型木質(zhì)廢料（木塊、木條、板塊、板條）及小型木質(zhì)廢料（鋸屑、片狀刨花、團(tuán)狀刨花、粒狀木屑、木粉）。其中大型廢料需要人工清運(yùn)，這部分廢料便于儲(chǔ)存和鍋爐直接燃燒，日均產(chǎn)量8.3噸；小型廢料主要靠車間的氣力運(yùn)輸除塵設(shè)備進(jìn)行收集，這部分廢料不利于儲(chǔ)存和使用，采用向外銷售的方法處理，日均產(chǎn)量8.5噸。該企業(yè)采用是型號(hào)為DZG-6-1.25-M蒸汽鍋爐。經(jīng)查此蒸發(fā)量的燃煤鍋爐每小時(shí)耗煤量（5500大卡）為0.685噸[2]，木質(zhì)加工廢料的熱值約為16MJ/kg[3]，經(jīng)過(guò)換算可知該鍋爐每小時(shí)消耗木質(zhì)廢料0.986噸。該企業(yè)每天生產(chǎn)時(shí)長(zhǎng)為11小時(shí)，每年生產(chǎn)約330天，每年需要木質(zhì)廢料3579噸。目前該公司鍋爐燃燒的主要是大型的木質(zhì)廢料，這些廢料每天的產(chǎn)量約為8.3噸，每年還缺少840噸的大型木質(zhì)廢料，雖然小型廢料的產(chǎn)量也較大，但是不利于儲(chǔ)存和使用，其他只能用煤炭代替。將松散的小型木質(zhì)廢料加工成木質(zhì)成型燃料不僅能補(bǔ)充該企業(yè)的能量缺口，還能將多余的燃料出售創(chuàng)造更多的利潤(rùn)。

2 生產(chǎn)木質(zhì)成型燃料經(jīng)濟(jì)效益分析

生產(chǎn)木質(zhì)成型燃料前，該企業(yè)以出售的方式處理掉小型木質(zhì)廢料，出售價(jià)格約320元/噸，每年出售2800噸，收入89.6萬(wàn)元/年；需要采購(gòu)約600噸/年煤炭，煤炭?jī)r(jià)格550元/噸，支出33萬(wàn)元/年，結(jié)余56.5萬(wàn)元/年。

2800噸小型木質(zhì)廢料可生產(chǎn)2500噸木質(zhì)成型燃料，木質(zhì)成型燃料的市場(chǎng)價(jià)為1050元/噸，生產(chǎn)木質(zhì)成型燃料經(jīng)濟(jì)效益分析如下：

2.1 設(shè)備折舊及維修費(fèi)用

螺旋擠壓式成型設(shè)備適用于木質(zhì)加工廢料并且該種設(shè)備價(jià)格較低[4]，河南鞏義市某機(jī)械設(shè)備廠的整套設(shè)備價(jià)格為16.08萬(wàn)元，如表1，使用年限為10年，每年生產(chǎn)天數(shù)為330天，每天約生產(chǎn)7.58噸木質(zhì)成型燃料，因此設(shè)備折舊為6.43元/噸；設(shè)備維修費(fèi)用為10元/噸[5]。

2.2 電費(fèi)

生產(chǎn)時(shí)設(shè)備功率為130.8kW/h，當(dāng)?shù)兀◤V東省汕頭市）電價(jià)為0.805元/千瓦時(shí)，每天生產(chǎn)時(shí)長(zhǎng)為8h，電能消耗成本為111.13元/噸。

2.3 人工費(fèi)

該木質(zhì)成型燃料生產(chǎn)線需要6名工人，每名工人工資為120元/天，人工成本為94.99元/噸。生產(chǎn)木質(zhì)成型燃料成本為222.55元/噸，總成本為56萬(wàn)元/年；每年鍋爐需要消耗840噸木質(zhì)成型燃料，生產(chǎn)時(shí)烘干機(jī)的熱風(fēng)爐每天需要消耗1.2噸成型燃料，該企業(yè)每年自身消耗木質(zhì)成型燃料1236噸，可以出售1264噸，可以收入132.72萬(wàn)元/年，成本支出為55.94萬(wàn)元/年，可以盈利76.78萬(wàn)元/年，相對(duì)于將木質(zhì)廢料直接出售提高了35.6%盈利，經(jīng)濟(jì)效益還是比較明顯的。

3 生產(chǎn)工藝流程介紹

3.1 設(shè)備的準(zhǔn)備工作

生產(chǎn)前備好足夠一個(gè)生產(chǎn)日需要的原料，按照該企業(yè)工作時(shí)間規(guī)定，每天生產(chǎn)10小時(shí)，除去每天生產(chǎn)前的準(zhǔn)備工作、生產(chǎn)中更換成型機(jī)的螺旋桿及生產(chǎn)后的清理工作成型機(jī)的工作時(shí)間約為8h，結(jié)合成型機(jī)產(chǎn)量150kg/h-220kg/h，需要備料8噸左右。在生產(chǎn)中是以小型的碎料為主，因此這部分碎料不需要木材粉碎機(jī)及滾筒篩的加工。接通各個(gè)設(shè)備的電源，檢查是否能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。打開(kāi)成型機(jī)的加熱圈進(jìn)行預(yù)熱，溫度調(diào)節(jié)到340℃-350℃之間。點(diǎn)燃?xì)饬鞲稍餀C(jī)的熱風(fēng)爐，待火勢(shì)穩(wěn)定后打開(kāi)風(fēng)機(jī)對(duì)蛇形管進(jìn)行預(yù)熱。

3.2 木質(zhì)成型燃料的生產(chǎn)作業(yè)

將木質(zhì)廢料從原料入口加入，保證上料速度為800kg/h-1000kg/h；原料經(jīng)過(guò)上料機(jī)進(jìn)入兩孔粉料器，原料經(jīng)分料器進(jìn)入干燥機(jī)的進(jìn)料口，要保證熱風(fēng)爐的火勢(shì)，如果火勢(shì)過(guò)大則原料經(jīng)干燥后太干，火勢(shì)太小則原料的濕度達(dá)不到要求，熱氣流溫度要控制在220℃-300℃之間；原料隨熱氣流進(jìn)入蛇形管，與氣流混合進(jìn)行干燥，隨后經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)進(jìn)入到旋風(fēng)分離器，水蒸氣隨熱氣流從上方煙道排出，原料從下方出料口流出，進(jìn)入下一個(gè)上料機(jī)的上料口，保證此時(shí)的原料含水率為（6±1）%；原料被送到五孔分料器，分料器將原料均分到成型機(jī)的進(jìn)料口；成型螺旋桿將原料帶入成型筒內(nèi)擠壓成型，待成型燃料能順利擠出時(shí)，將成型溫度調(diào)至320℃，如果生產(chǎn)中需要更換成型機(jī)的螺旋桿則要停機(jī)斷電后才能進(jìn)行；成型燃料達(dá)到一定長(zhǎng)度時(shí)（約40cm）被輸送機(jī)上的擋板卡斷掉落到平板輸送機(jī)的皮帶上被輸送到指定位置。

3.3 生產(chǎn)完成后的清理工作

每日生產(chǎn)結(jié)束后切斷所有設(shè)備電源；清理成型機(jī)內(nèi)剩余的原料并點(diǎn)燃成型套筒內(nèi)殘余的成型燃料，火焰熄滅后，接通成型機(jī)電源并讓螺旋軸反轉(zhuǎn)數(shù)圈，保證成型套筒內(nèi)沒(méi)有堵塞；熄滅熱風(fēng)爐內(nèi)的火焰，并保證不留火星；最后再次檢查生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)有無(wú)沒(méi)有熄滅的火源。

4 結(jié)束語(yǔ)

家具企業(yè)產(chǎn)生的木質(zhì)廢料，利用生物質(zhì)成型燃料技術(shù)加工成木質(zhì)成型燃料，不但能解決自身的能源問(wèn)題，還能帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。木質(zhì)成型燃料代替化石燃料的使用可以減少二氧化硫和二氧化碳的排放，對(duì)環(huán)境保護(hù)有積極意義。因此生物質(zhì)成型燃料技術(shù)是一種家具企業(yè)木質(zhì)廢料有效利用的新方法。

參考文獻(xiàn)

[1]劉石彩，蔣劍春.生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)與應(yīng)用（Ⅱ）[J].生物質(zhì)化學(xué)工程，2007，41（4）：59-63.

[2]河南遠(yuǎn)大鍋爐有限公司.6t燃煤蒸汽鍋爐耗煤量[EB/OL]http：//www.cn噸rades.com/tradeinfo/chanpin_detail_733106.html.

[3]顧煉百，李大綱.木廢料作能源的高溫水木材干燥設(shè)備[J].林產(chǎn)工業(yè)，1999（2）：33-35.

[4]張百良.生物質(zhì)成型燃料技術(shù)與工程化[M].北京：科學(xué)出版社，2012.

[5]李美華.生物質(zhì)燃料致密成型參數(shù)的研究[D].北京林業(yè)大學(xué)，2005.