秸秆颗粒机厂家（《中国秸秆产业化》王洪铎：农作物秸秆颗粒机的产业实践）秸秆颗粒制造机，不看后悔，

农作物秸秆颗粒机的产业实践

一、国内农作物秸秆基本情况

农作物秸秆是籽实收获后剩留下的含纤维成分很高的作物残留物，包括禾谷类、豆类、薯类、油料类、麻类，以及棉花、甘蔗、烟草、瓜果等多种作物的秸秆，是农作物颗粒机的主要副产品，是自然界中数量极大且具有多种用途的可再生生物质资源。据联合国环境规划署报道，世界上种植的农作物每年可提供各类秸秆约20亿吨，2014年我国农作物秸秆理论产量为9亿吨，列世界之首，折合标准颗粒机煤量3.53亿吨，占全世界秸秆总量的30%左右。

1.国内农作物秸秆资源利用现状

农作物秸秆是一种宝贵的可再生资源，但是长期以来由于受消费观念和生活方式的影响，我国农村秸秆资源完全处于高消耗、高污染、低产颗粒机出的状况。据调查，目前我国秸秆利用率约为33%，其中大部分未加处理，经过技术处理后利用的仅约占2.6%。近几年我国粮食主产区出现了较为严重的焚烧秸秆污染，每到夏秋收获之际，浓烟滚滚，这种处理方式不仅浪颗粒机费了宝贵的自然资源，造成了环境污染，也造成了事故多发，对高速公路、铁路的交通安全及民航航班的起降安全等构成了极大威胁，并对人类健康和安全造成了严重危害，已成为一大社会问题。为此，国家有关部门做了大量的颗粒机工作，并采取禁烧秸秆管理措施，加大执法力度，虽取得一些成效，但目前焚烧秸秆现象仍很严重，无法从根本上解决这一问题。

为了解决人类资源、环境和发展之间的关系问题，高效合理地利用这一宝贵的资源，党中央、国务颗粒机院对秸秆的综合利用十分重视，要求农业部门要把秸秆综合利用作为一项重点工作来抓，努力扩大综合利用规模，尽快为剩余秸秆找出路，因此，秸秆颗粒机转化项目对综合利用农作物秸秆资源，对于节约资源、保护环境、增加颗粒机农民收入、促进农业的可持续发展都具有重要的现实意义。

2.秸秆主要用途

（1）秸秆颗粒燃料。2014年我国农作物秸秆理论产量为9亿吨，列世界之首，折合标准煤量3.53亿吨，生产秸秆颗粒燃料是传统的能量转化颗粒机方式，秸秆颗粒燃料具有燃点低、发热高、燃烧过程清洁卫生、经济方便、成本低廉、易于推广的特点，是高效能环保的新型燃料，正日益成为能源新宠，得到世界各国政府的广泛重视。可以替代煤炭、石油等做燃料，是可再生颗粒机的新型能源，在秸秆主产区为中小型企业、政府机关、中小学校和相对比较集中的乡镇居民提供生产、生活热水和用于冬季采暖。

（2）秸秆颗粒饲料。将晒干后的秸秆粉碎，加入部分精粮和其他添加剂并搅拌均匀，经秸秆制粒颗粒机机挤压等程序加工成仅为原来体积5%的秸秆颗粒饲料不仅为储存、运输和销售提供了极大的便利，同时由于在加工过程中摩擦加温，使秸秆内部深度熟化，硬度降低，适口性、采食率和营养价值显著提高。秸秆转化为颗粒饲料颗粒机可延长农业产业链，增加农民收入，也可培育成一个新的经济增长点，对转变农牧业发展方式，推进农村牧区生态文明建设都将产生重要作用。

（3）国家政策出台相关农作物秸秆政策。2008年国务院办公厅下发了《关于加颗粒机快农作物秸秆综合利用的意见》，2009年国家发改委和农业部联合发布了《关于印发编制秸秆综合利用规划指导意见的通知》，2012年国家发改委、农业部、财政部联合印发了《“十二五”农作物秸秆综合利用实施方案颗粒机》这些文件都在积极推动秸秆的综合再利用，以减少资源的浪费和对环境的污染。

二、项目社会效益

1.减少环境污染，由于能源结构的改变，农作物秸秆往往被农民一烧了之，造成了严重的大气污染。本项目建成后，可将农作颗粒机物秸秆就地转化为燃料和饲料产品，能够大幅度减轻由于秸秆焚烧对环境的污染，环境效益明显。

2.资源有效利用，本项目可实现秸秆的高效利用，产出优质的生物质燃料和饲料产品，可有效利用农业废弃物资源，减少不可再颗粒机生的化石能源和精饲料的使用量，延长了农业产业链，可有效促进农村的循环经济建设。

3.本项目符合国家发展政策，顺应时代发展的需求，满足人们对生存环境的要求，在国家和人们需求的推动下，能够快速推进企业成长速颗粒机度，促使国内秸秆产业化技术成熟完善，还能够创造更多的经济效益和社会效益，对企业的成长有很大的帮助作用。

三、现有工作基础

1.国内外相关技术、知识产权和技术标准现状与发展趋势。国内长期以来由于受消费观念和颗粒机生活方式的影响，再加上国家对农作物秸秆问题重视程度及提及时间比较短，未能提早带动国内秸秆转化技术，造成国内秸秆成型技术相对落后，虽有较先进的制粒结构，但仍处于不成熟期，暂没有形成统一的国家标准，秸秆成颗粒机型行业仍处于比较混乱的状态。

国外一些发达国家发展水平较高，政府和人民环保意识较强，秸秆颗粒成型机起步早，成型结构原理及制造工艺比较先进，秸秆颗粒成型结构成熟、机运行稳定，形成比较完善的标准体系。

几年来颗粒机国家大力提倡再生能源综合利用，把资源节约型、环境友好型社会放在工业化、现代化发展战略的突出位置，随着国家经济水平和人们生活水平不断的提高，对资源和生活环境提出了越来越高的要求，因此国家对再生能源综合利颗粒机用先后出台一系列政策，鼓励开发生物质能源设备，对秸秆成型技术的研发及成果转化更是加大扶持力度，国内秸秆成型技术在短期内将会有突破性进展，在技术上会逐步向国外标准靠拢，形成统一的标准系统。

2.本公司自成颗粒机立以来，专门致力于秸秆颗粒机、肥料颗粒机、饲料颗粒机、破碎机、铡草机、粉碎机、搅拌机、热风炉、气流烘干机、滚筒烘干机、冷却机、包装机等颗粒成型机械设备的研发、制造、销售，客户培训为一体的科技型企业，公颗粒机司拥有过硬的研发设计团队，科研人员10余人，专门从事生物制粒技术的开发设计工作，在过去的两年里，公司取得生物质颗粒机实用新型专利六项，生物质炉具专利发明专利一项，实用新型专利四项，正在申报秸秆颗粒机发颗粒机明专利。

公司在没有国家标准和行业标准的前提下，率先在同行业中制定了自己的企业标准并具有权威检测机构测评并签发的产品检测报告，并参与制定了国家能源局立项的行业标准《生物质颗粒燃料燃烧器技术条件》（项目编颗粒机号：20130053）、《生物质固体成型燃料结渣性试验方法》（项目编号：20130052）、《生物质固体成型燃料分级定等》（项目编号：20130051）。

3.秸秆颗粒机与传统的木屑颗粒机基本结构大致相颗粒机同，其主要区别在于成型造粒工艺上有本质性的区别，木屑颗粒机制粒过程中不需考量纤维素和蛋白的变质程度，只要能够达到燃烧的作用即可，使用普通材料即能满足，成型设备比较粗糙简单。秸秆颗粒机需考量纤维素和蛋白颗粒机的变质程度，需在工艺上保证颗粒成分比例，设备要求材料较高，工艺较为复杂，成型设备较为精细。

技术难点和创新点在于设备实现低能高产的同时保证秸秆的营养成分不丢失。

四、公司工艺技术分析

目前广泛应用的生物质固颗粒机化成型技术为制粒技术，本工艺亦选择此技术。秸秆等物料中含有一定的纤维素和木质素，其木质素是物料中的结构单体，属于苯丙烷型的高分子化合物，具有增强细胞壁、黏合纤维素的作用。木质素属非晶体，在常温下主要部颗粒机分不溶于普通溶剂，没有熔点，但有软化点。当温度达到70～110℃时，木质素软化，黏结力开始增加。当温度达到200～300℃时呈熔融状，黏性增大，此时在一定压力作用下，可使其纤维素分子团错位、变形、延展颗粒机，内部相邻的生物颗粒相互进行连接，重新组合胶结而成型。生物质中的纤维素细丝可起到骨架作用，使成型燃料的强度增加。有水分存在时，纤维素可结合成团状，当含水率在30%时，用较小力的作用就可以使纤维素形成一颗粒机定的形状；当含水率在10%时，要对其施加较大的外力才能使其成型，过于干燥的生物质物料是很难压缩成型的。水分的存在还可以降低木质素的软化温度，使生物质在较低加热温度下成型。因此，制粒时要保证物料含有一定颗粒机的水分。

秸秆致密成型工艺可分为两种：

第一种是湿基压缩成型工艺。此法常用含水量较高的物料，形成的成型燃料密度较低，设备较简单，但是成型部件磨损较快，烘干费用高，目前在我国应用不广泛。

第二种是加热压缩成型颗粒机工艺。是将秸秆经粉碎后进行加热挤压成型，是我国秸秆成型的主要工艺。具体的加工机械又可分为螺旋挤出机、活塞成型机和模辊式颗粒成型机三种形式。其中以模辊式颗粒成型机最为先进，本工艺技术亦如此。

模辊式颗粒成颗粒机型机的核心部件为模板和压辊。按模板的结构可分为平模和环模两种。下面分析一下两种成型技术的优缺点：

从结构上来看：平模结构简洁，体积紧凑，能正反两面使用，成本低廉，容易维护。模板是易磨损部件，需要定期更换颗粒机，平模结构对称性决定了模板双面可用，一面磨损量过大后，可以将模板反装，这大大提高了平模的使用寿命。而环模机械结构，整体造价成本高，压辊在工作中是高速运动着的，磨损较快，且磨损到一定程度后只能更换，运行颗粒机成本较高。

从压力上看：在同等直径下的模具内，环模压轮直径的大小受环模模具直径的限制，所以压力大小均匀；平模压轮直径的大小不受模具直径的限制，可以加大内装轴承空间，选用大号轴承增强压轮的承受能力，但不同颗粒机直径模板处受力不均匀，造成生产中起拱等现象。

从出料方式上看：本项目环模断料与主轴分离，独立出料装置，物料排出时破损率低；而平模断料刀与主轴关联，转速较快，破碎率偏高。

从压轮调节方式上看：环模制粒机是用颗粒机压轮中间的偏心轮上的两个螺丝来调节压力，方便调节；平模制粒机是采用螺纹丝柱中心调节机构，顶力较大，下落平稳、触击柔和、压力均匀，但调节笨重。

从产量上来看：同等功率的普通平模机械产量比环模机械产量略低，颗粒机平模能效比偏低，环模能效比较高。

从平模与环模的对比中我们可以看出环模优势较为明显，所以对于像木屑、秸秆等这种物料轻、难以成型的粗纤维用环模较好。环模是采用环模与压轮之间的挤压力和模孔摩擦力相互作用原理颗粒机，使物料获得成型的。物料在加工过程中无需加入任何添加剂或黏结剂。

按执行部件的运动状态划分：环模制粒机有动辊式、动模式、模辊双动式三种，后两种常见于小型环模制粒机，较大机型一般用动辊式。

环模工作原理：加颗粒机工颗粒时，生物质原料被送入环模机的喂料室，在分料器和刮板的共同作用下均匀地铺在环模上，主轴带动的压辊连续不断的滚过料层，将物料挤压进入模孔，物料在模孔中经历成型、保型等过程，一定时间后以圆柱状态被挤出颗粒机，旋转的切刀将物料切断，形成颗粒，由扫料板将颗粒送出。

成型阶段：当压辊向前滚动，物料进入变形压紧区，这时因受到挤压，原料粒子不断进入粒子间的空隙内，间隙中的空气被排出，粒子间的相互位置不断更新，粒子间颗粒机所有较大的空隙逐渐被能进入的粒子占据。随着压辊继续滚动，被压实的原料进入挤压成型区，部分楔形区、模孔的锥孔部分和前半部分都属于挤压成型区。在该区内，压力继续增加，粒子本身发生变形和塑性流动，在垂直于最颗粒机大主应力的方向被延展，并继续填充周围较小空隙，由于压辊和物料间的摩擦作用加剧而产生大量热量，导致原料中含有的木质素软化，黏合力增加，软化的木质素和生物质中固有的纤维素联合作用，使生物质逐渐成形，这时部颗粒机分残余应力贮存于成型块内部，粒子结合牢固但不甚稳定。成型块在挤压作用下进入模孔的保型段，在该段不利于形状保持的残余应力被消除，颗粒被定型。

公司总结了国内外各种秸秆颗粒机的优缺点，进行了大量的试验和研究颗粒机，开发新型环模式秸秆颗粒机。该机型压辊各处线速度一致，不出现轮与模的错位摩擦，减少了阻力，降低了动能损耗，延长了模具的使用寿命，这是与同类压缩成型设备的重大区别。该机型采用若干中心调压机构，模具间隙随颗粒机大随小，适用不同物料，保证压制效果。压辊体大槽宽，承压耐磨。秸秆压缩成型需要很大的压力，在同类制粒、压块、制棒设备中，压辊部件是整个设备的中心部件。环模所具有的各部位线速度相同的优势是其他设备不可比拟颗粒机的。压辊各部位线速度相同，使轴承受力均匀，增加了轴承寿命，降低了生产成本；该机型压辊采用多个均布，运转平稳，同时增加了压制区，提高了生产效率。另外该机型机械压缩成型多样化，能生产圆棒、方块和颗粒只要调颗粒机换一下模具就可，适应不同物料压缩成型，适应能力强且制粒室设有观察门，随时检查便于保养、维修。

生产设备类型：环模颗粒机。

产品标准：本项目产品属自主研发的产品，目前尚无国家或地方标准，暂时执行企业标准。

设颗粒机备加工秸秆工艺流程：

秸秆原料→切碎→上料→自动去金属→压制→成型→输出→冷却→包装→成品

秸秆制粒要求含水量为10%～20%，过湿难以粉碎，易造成“闷机”，从而无法制粒。对于含水率过高的秸秆，易小垛堆存颗粒机，自然降水，等符合要求后再行加工。对于含水量不太高的秸秆，可用切碎机铡短或用揉搓机揉搓，以尽快祛除水分，达到加工要求。达到要求的秸秆易破碎成直径小于3毫米的小块，用永磁体去除可能混杂在其中的铁器，调整颗粒机含水量在规定范围内，过湿可添加干秸秆粉，过干则投加过湿秸秆粉，然后用绞龙输送到成型机上方料口内，进行压制成型即为成品。成品含水量可能过高，要及时摊开自然预冷后袋装。对于自动流水线，应加冷却装置进行强制颗粒机冷却，以提高劳动效率。

五、预期经济、社会、环境效益

根据市场调研，2015年吉林省二十余家玉米秸秆颗粒生产企业的平均出厂价为800元/吨，北京、上海等地的市场价格略高于此价，因此本项目产品定价为750元颗粒机/吨。项目转化完成后，预计每年生产量2 000台，每小时消耗秸秆1 000吨，每年生产秸秆燃料300万吨，年可替代180万吨原煤的消耗量（地方价格 1 000元/吨，秸秆燃料按照等效热值计销售价格75颗粒机0元/吨），可以实现22.5亿元的经济收入，综合利用300万吨/年秸秆，解决600万亩玉米秸秆的最终处置问题，同时通过秸秆的综合利用可以减排SO2 24900吨/年，减排温室气体CO2 69 000吨颗粒机/年，使当地农民每亩收入提高180元。项目试点转化成功后可以在全国推广示范，经济、社会、环境效益显著。

社会效益：农作物秸秆经加工处理后，可变成优质的燃料和饲料，可提高农副产品附加值，增强我国农业竞争力颗粒机，符合可持续发展战略需要。

秸秆颗粒可代替商品电力、液化气、煤炭等不可再生的化石能源，减少常规能源的消费量，有助于节能降耗，降低使用者的能源成本。秸秆颗粒燃料为我国农副产品出口创汇提供了有利条件。

项目的颗粒机普及实施，可改善农村环境质量，有利于我国社会主义新农村建设，同时也有一定的经济效益，可起到较强的科技示范作用，带动我国农业走向可持续发展之路，所以本项目由明显的社会效益。

环境效益：农作物秸秆是廉价且可颗粒机再生的清洁能源，本项目工程的开发建设，为解决我国能源危机问题找到了一条科学的出路。项目建成转化后，覆盖区内可基本上杜绝农作物秸秆的田间焚烧现象以及农村田地脏乱等现象，减轻了大气环境污染，可大大改善当地颗粒机的环境质量，提高人们的生活质量，所以本工程有很好的环境效益。

六、工程示范案例

本单位与兴安盟禾生源科技有限公司合作，将研发设计的高效秸秆成型机应用于国际绿色经济协会首个秸秆产业化试点示范基地——内蒙古兴颗粒机安盟（全盟共建立800个秸秆转化颗粒点工程，分三年完成），总计800条小型秸秆颗粒生产线，主要工艺包括粉碎、揉丝、搅拌、制粒、冷却等工段，颗粒主要用于燃料和饲料两个方面，年生产秸秆燃料160万吨，以燃颗粒机料为基准计算，年可替代96万吨原煤的消耗量（地方价格1 000元/吨，秸秆燃料按照等效热值计销售价格750元/吨），可以实现12亿元的经济收入，综合利用200万吨/年秸秆，解决400万亩玉米秸秆的最终颗粒机处置问题。

王洪铎

山东金格瑞机械有限公司总经理

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