隨著化石能源的消耗殆盡、環(huán)境問題的日益突出,能源問題越來越受到人們的關(guān)注。能源是人類賴以生存發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),與社會(huì)的發(fā)展有著密切的關(guān)系。我國(guó)作為生物質(zhì)產(chǎn)出大國(guó),應(yīng)將對(duì)生物質(zhì)的開發(fā)與利用放在重要的位置上。
同時(shí),我國(guó)又是農(nóng)業(yè)大國(guó),生物質(zhì)資源含量非常豐富,現(xiàn)在每年農(nóng)村的秸稈量就有6.50億t,到2010年達(dá)7.26億t,相當(dāng)于3億t標(biāo)準(zhǔn)煤。城市垃圾和生活廢水、畜禽糞便等方面的生物質(zhì)資源可達(dá)6億t標(biāo)準(zhǔn)煤以上,林業(yè)廢棄物每年可達(dá)3700萬hm2。但是這些資源至今未被充分利用,也常常因?yàn)榫偷胤贌廴经h(huán)境。
目前,我國(guó)對(duì)生物質(zhì)利用的主要技術(shù)有沼氣工程、生物質(zhì)氣化、壓縮成型燃料、與煤復(fù)合燃燒、生物質(zhì)熱裂解等。而生物質(zhì)原料在開發(fā)利用前期都需要進(jìn)行相應(yīng)的粉碎加工處理,由此可見,生物質(zhì)的粉碎是生物質(zhì)能源利用轉(zhuǎn)化與開發(fā)的前提條件。
因此,對(duì)生物質(zhì)秸稈粉碎機(jī)的開發(fā)與研究也是不可少的一部分,其中以秸稈粉碎機(jī)具有代表性。
一、推廣使用秸稈粉碎機(jī)的意義
農(nóng)作物秸稈是一種重要的生物資源,如果處置不當(dāng),不僅會(huì)造成資源的浪費(fèi),更會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的破壞。因此,如何做好農(nóng)作物秸稈的轉(zhuǎn)化工作,已成為亟待解決的農(nóng)業(yè)問題。大部分的秸稈原料在開發(fā)利用前都需要進(jìn)行相應(yīng)的粉碎加工等處理,只有當(dāng)生物質(zhì)的粉碎顆粒符合的尺寸和要求時(shí),才能為后續(xù)的生物質(zhì)研究與利用做好充分的準(zhǔn)備。所以,秸稈粉碎機(jī)的研究對(duì)生物質(zhì)能的開發(fā)與利用有著重要的意義。
雖然我國(guó)在秸稈粉碎技術(shù)方面相對(duì)較成熟,粉碎機(jī)的種類與粉碎方式也是多種多樣,但從現(xiàn)有的粉碎設(shè)備的能耗、產(chǎn)量,物料的適應(yīng)性、粉碎粒度、經(jīng)濟(jì)性以及機(jī)型本身的工作穩(wěn)定性、操作穩(wěn)定性、壽命、工作性能等多方面進(jìn)行綜合考慮,還是有許多不完善的地方,不能很好地滿足各類生物質(zhì)粉碎的要求。因此,對(duì)對(duì)秸稈粉碎機(jī)的研究,對(duì)我國(guó)生物質(zhì)能源利用的經(jīng)濟(jì)化、商業(yè)化和促使農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展都具有重要的意義。
二、推廣使用秸稈粉碎機(jī)的現(xiàn)狀
粉碎機(jī)的研制在國(guó)內(nèi)已有幾十年的歷史,其主要集中在飼料粉碎和農(nóng)作物秸稈切碎等方面。粉碎技術(shù)根據(jù)粉碎方式和粉碎手段的不同可分為鍘切式、錘片式、揉切式和組合式粉碎技術(shù)。在我國(guó),秸稈粉碎機(jī)普遍采用的是錘片式和爪齒式粉碎。
1.鍘切式粉碎鍘切式粉碎的主要設(shè)備是鍘草機(jī),也稱為切碎機(jī),主要用來切斷莖稈,如谷草、稻草、麥秸、玉米秸稈等。鍘草機(jī)的主要加工原理是切斷,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低、生產(chǎn)率較高。20世紀(jì)80-90年代,我國(guó)研制了許多機(jī)型,按規(guī)格主要分為小型、中型和大型;按切割方式可分為滾筒式和圓盤式;按作業(yè)方式可分為田間直接收獲機(jī)和固定式切碎機(jī)。
2.錘片式粉碎錘片式粉碎機(jī)是利用高速旋轉(zhuǎn)的錘片擊碎物料的一種機(jī)械,其具有粉碎質(zhì)量好、維修方便和生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn),并且使用非常廣泛。一般情況下,大部分粉碎秸稈的機(jī)型都選用錘片式粉碎機(jī)。錘片式粉碎機(jī)的粉碎原理是:生物質(zhì)秸稈由進(jìn)料口喂人粉碎室,經(jīng)過錘片的高速旋轉(zhuǎn)打擊,從而得到程度粉碎,同時(shí),物料以較高的速度被拋向固定在粉碎室內(nèi)部的齒板和篩片上,并受到齒板的碰撞和篩片的搓擦得到進(jìn)一步的粉碎。粉碎過程在粉碎室內(nèi)重復(fù)進(jìn)行,直到物料可通過篩孔為止。錘片式粉碎機(jī)的喂人方式多為切向喂入和頂部喂入。影響粉碎機(jī)粉碎性能的主要因素包括:被粉碎物料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及物理特性、粉碎室的形狀、粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)、錘片的數(shù)量、厚度和線速度、篩孔的形狀及其孔徑、錘片末端與篩網(wǎng)間的間隙、物料的喂人量及空氣流量等。
隨著我國(guó)對(duì)農(nóng)業(yè)資源不斷開發(fā)與利用,對(duì)秸稈粉碎機(jī)的理論研究與創(chuàng)新顯得尤為重要。因此,需要重視對(duì)秸稈粉碎機(jī)的理論研究與創(chuàng)新。優(yōu)化現(xiàn)有的粉碎設(shè)備,進(jìn)一步改進(jìn)和完善現(xiàn)有機(jī)型,使各種機(jī)型的主要工作部件實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。提高秸稈粉碎機(jī)的質(zhì)量,降低能耗,增強(qiáng)機(jī)組的穩(wěn)定性。發(fā)展一體化聯(lián)合加工設(shè)備,進(jìn)而提高生產(chǎn)效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度和加工成本,從而使經(jīng)濟(jì)效益更加顯著。同時(shí),根據(jù)不同地區(qū)特點(diǎn)及廣大農(nóng)民的需求,發(fā)展功能較為全面,價(jià)格適宜的粉碎設(shè)備,從而提高農(nóng)民的積極性,為今后粉碎機(jī)的研究與發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的群眾基礎(chǔ)。大力開拓秸稈粉碎機(jī)的經(jīng)濟(jì)市場(chǎng),增加秸稈粉碎機(jī)的種類和機(jī)型,進(jìn)而降低其生產(chǎn)成本,進(jìn)一步促使秸稈粉碎機(jī)的研制和開發(fā)。
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