淺談秸稈壓塊成型技術(shù)要點(diǎn)

王繼世

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展中越發(fā)的注重對(duì)農(nóng)作物資源的深度開(kāi)發(fā)利用，從而創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值以及社會(huì)價(jià)值。而在眾多新型農(nóng)業(yè)相關(guān)的科學(xué)技術(shù)中，秸稈壓塊技術(shù)不僅將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)出過(guò)剩的秸稈有效利用了起來(lái)，開(kāi)發(fā)出了秸稈的深層次經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)也由于秸稈壓塊技術(shù)的出現(xiàn)，為人們帶來(lái)了又一種清潔能源，促進(jìn)了環(huán)保事業(yè)以及能源開(kāi)發(fā)事業(yè)的發(fā)展。

一、秸稈壓塊技術(shù)的重要作用

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中秸稈是一種常見(jiàn)的農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物，通常秸稈指的就是在完成農(nóng)作物收獲之后所遺留下來(lái)的農(nóng)作物莖葉等副產(chǎn)物，能夠產(chǎn)生副產(chǎn)物的農(nóng)作物品種較多，比如玉米、小麥、黃豆、棉花等農(nóng)作物都會(huì)產(chǎn)秸稈這一類的副產(chǎn)物。而我國(guó)雖然每年所產(chǎn)生的秸稈數(shù)量較大，但對(duì)于秸稈的有效利用率卻相對(duì)較低。為了改變這一情況，在技術(shù)人員的努力研發(fā)下出現(xiàn)了秸稈壓塊類型的新型技術(shù)，通過(guò)這一技術(shù)的使用有效的改變了秸稈這種副產(chǎn)物的利用率，使其成為了一種新型的燃料能源。在秸稈壓塊技術(shù)使用的階段中，會(huì)使用機(jī)械設(shè)備對(duì)秸稈塊進(jìn)行壓縮，這種材料在壓縮之后的體積會(huì)變成壓縮之前的六分之一到八分之一之間，并且壓縮之后的秸稈材料密度也能達(dá)到1000kg/m2左右，在壓縮的過(guò)程還會(huì)有效的降低燃料之中的含水率，使含水率下降到百分之二十左右。經(jīng)過(guò)科學(xué)的對(duì)比分析，壓縮之后秸稈其燃料方面的性能要比木材更為優(yōu)越，單位體積的壓縮秸稈所能釋放出來(lái)熱量會(huì)達(dá)到1600kJ/kg，由此可以看出，通過(guò)壓縮秸稈的恰當(dāng)使用，就能逐漸使用壓縮秸稈替代燃煤、天然氣等現(xiàn)代能源，這樣也就能促進(jìn)當(dāng)代能源利用的順利發(fā)展。

二、秸稈壓塊成型機(jī)理研究

農(nóng)作物秸稈由有機(jī)物、少量的無(wú)機(jī)鹽和水構(gòu)成。有機(jī)物主要成分是纖維類碳水化合物，其次還含有少量粗蛋白和粗脂肪。纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成分；半纖維素是戊糖、己糖和多糖醛酸及其甲酯的縮合物，其主要成分是戊聚糖，在秸稈木質(zhì)部分含量很高；木質(zhì)素是以苯丙烷及其衍生物為基本單位構(gòu)成的高分子芳香醇，秸稈中含量為14%～25%，在植物細(xì)胞中，有增強(qiáng)細(xì)胞壁、粘合纖維的作用。木質(zhì)素在常溫下，主要部分不溶于任何溶劑，沒(méi)有熔點(diǎn)，但有軟化點(diǎn)。當(dāng)溫度達(dá)到70℃～110℃時(shí)，木質(zhì)素開(kāi)始軟化，并具有了一定的黏度，粘結(jié)力增加。在200℃～300℃的高溫條件下，木質(zhì)素將軟化、液化，呈熔融狀，黏度變高，此時(shí)若施加一定的壓力，再加上秸稈所含少量淀粉及糖分的輔助粘合作用，秸稈內(nèi)部相鄰生物質(zhì)顆粒間相互膠合，外部將析出焦油或焦化，秸稈體積大大減少，密度顯著增加，取消外力后，由于非彈性纖維分子間的相互纏繞，仍能保持給定形狀，冷卻后強(qiáng)度進(jìn)一步增加。秸稈這種結(jié)構(gòu)組成和化學(xué)特性，使其在一定外部條件作用下固化成型有了可能。

三、秸稈壓塊處理技術(shù)分析

秸稈壓塊技術(shù)在實(shí)際操作中有較多的難度，需要在進(jìn)行壓縮的時(shí)能滿足各方面的要求，尤其是對(duì)于壓力數(shù)值、壓縮環(huán)境溫度以及濕度方面的要求，只有這樣才能保證秸稈壓縮能達(dá)到預(yù)期的質(zhì)量，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為可利用的高效能源。

而在秸稈壓縮技術(shù)不斷發(fā)展完善的階段中，壓縮機(jī)械也在不斷的優(yōu)化，在性能得到提升的同時(shí)其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)也更加的簡(jiǎn)潔，促進(jìn)了秸稈壓縮技術(shù)的發(fā)展。從壓縮機(jī)械構(gòu)成的角度來(lái)看，這一設(shè)備主要由水平結(jié)構(gòu)壓縮圓盤(pán)以及壓輥部件所構(gòu)成，用過(guò)設(shè)備的高壓力擠壓最終使秸稈壓縮成型，在使用壓縮技術(shù)進(jìn)行壓縮的時(shí)候通常可以劃分為四個(gè)階段。

首先，需要通過(guò)機(jī)械設(shè)備的傳送將秸稈逐漸擠壓到相應(yīng)的模板孔隙當(dāng)中，在這個(gè)階段中主要是輥輪部件發(fā)揮了作用，將原本較為松軟的秸稈材料擠壓到預(yù)制的圓錐型模具當(dāng)中。其次，在不斷將秸稈材料擠壓到設(shè)備模具當(dāng)中之后，由于模具的空間有限所以秸稈材料之間會(huì)發(fā)生相互擠壓并在這個(gè)過(guò)程中發(fā)生形變，這也是秸稈壓縮技術(shù)中比較關(guān)鍵的一步。第三，當(dāng)模具中的秸稈累積到一定量之后，秸稈之間的摩擦也會(huì)變得更為劇烈，這種高強(qiáng)度的摩擦不僅會(huì)導(dǎo)致秸稈出現(xiàn)形變，同時(shí)還會(huì)使壓縮環(huán)境中的溫服發(fā)生提升，使秸稈材料之中的木質(zhì)素逐漸發(fā)生軟化甚至是液化，同時(shí)不同秸稈粒子之間也會(huì)產(chǎn)生一定的粘合力，從在不斷擠壓的作用下使秸稈壓縮成相應(yīng)的形狀。最后要保證經(jīng)過(guò)壓縮處理的秸稈有規(guī)整的外形，在之前的壓縮操作中雖然能保證秸稈的密度發(fā)生提升，但是秸稈受到內(nèi)應(yīng)力影響，容易導(dǎo)致秸稈出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，因此在最后的階段中就要消除壓縮成塊秸稈中的內(nèi)應(yīng)力，保證秸稈壓縮塊的外形以及質(zhì)量。

四、秸稈壓塊成型技術(shù)前景

我國(guó)有著豐富的農(nóng)作物秸稈資源，目前總體利用率不高，秸稈資源可開(kāi)發(fā)利用潛力十分巨大。秸稈易取、價(jià)廉、資源豐富，只要有綠色植物年復(fù)一年地生長(zhǎng)，這一資源就不會(huì)枯竭。原來(lái)作為廢棄物直接焚燒處理的農(nóng)作物秸稈，也可成為農(nóng)民一個(gè)新的收入增長(zhǎng)點(diǎn)。研究開(kāi)發(fā)秸稈壓塊成型技術(shù)符合我國(guó)能源、環(huán)保及建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的要求，也是整個(gè)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)戰(zhàn)略措施。秸稈成型技術(shù)的推廣應(yīng)用，對(duì)緩解能源緊張，治理有機(jī)廢棄物污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展都具有重要意義。

秸稈壓縮成塊技術(shù)的出現(xiàn)為農(nóng)民帶來(lái)了有一條增加收入的致富路，同時(shí)這種秸稈壓縮技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品也能取代化石能源，這無(wú)疑是促進(jìn)能源發(fā)展的有力手段。需要技術(shù)人員能掌握這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵，大力的進(jìn)行推廣。

（作者單位：166200 黑龍江省大慶市杜爾伯特蒙古族自治縣農(nóng)村能源辦公室）endprint