国内生物质造粒机技术路线和研究现状分析
作者来源： 发布时间：2024-04-24
我国生物质颗粒机技术的创新发展之路和生物质能源的行业发展基本并行和呼应，伴随国家对生物质能源的政策驱动和人们对生物质能源的认识一路走走停停。在这个过程中生物质颗粒机不断尝试各种技术路线的研究，包括从饲料机技术的演变、借鉴国外同行技术和自主研究等。
我国生物质造粒机技术发展道路曲折，快速发展和产品成熟时期主要集中在近10年。目前国内生物质造粒机技术路线基本清晰，整机产品核心技术相对成熟；环模和压辊等关键零部件可靠性有较大提高；先进加工工艺、热处理工艺和新材料开始在行业引入和应用。
根据造粒环模的布置方式、结构差异、造粒机动力源及工作方式等方面的不同，生物质造粒机分类和技术路线划分如下。
1、主流产品技术路线
按照造粒环模布置方式不同，分为立式造粒机和卧式造粒机
生物质造粒机的工作原理是通过环模和压辊（或环模）运动过程中产生的挤压和摩擦力作用，在造粒腔体内高温高压环境下将秸秆、木屑或稻壳等原料压实并挤压出模孔，最后形成规则的、密度较大的成型燃料。
造粒环模和压辊是设备的核心部件，主流技术主要是采用单环模+双压辊（三压辊）方式，根据环模和物料喂入相对整机的布置不同分为立式和卧式两种。立式造粒机粉状物料从整机上部喂入造粒腔体，环模相对造粒单元水平放置；卧式造粒机粉状物料则从造粒腔体前端垂直喂入（借助风机力量强行喂入），环模与造粒单元垂直布置。
卧式造粒机和立式造粒机工作原理基本相同，但在整机对物料的含水率适应性、维修方便性、腔体温度、物料输送和喂入均匀性等方面存在优劣差异。
卧式造粒机技术是从饲料颗粒机演变而来，造粒腔体内温度相对较高，轴承等工作部件故障率相对较高，物料的输送需要风机强制完成，而且存在物料不均匀的问题。
卧式造粒机同时也具有对原料含水率适应性相对较高的优势，一般可以适应20％～15％的原料正常造粒，而且环模和压辊等关键部件的维修保养方便，打开造粒腔体外罩就可以很方便进行环模更换和压辊调整或更换。
立式造粒机技术是生物质造粒的创新改进产品，粉状物料从上部垂直、均匀进入造粒腔体，造粒效果相对较好，环模和压辊的磨损均匀，使用寿命相对延长，同时腔体内温度相对较低，轴承等工作部件故障率低。但是也具有对原料含水率适应性相对严格的劣势，一般要求含水率15％左右的原料进行造粒，而且环模和压辊等关键部件的维修保养不方便、时间长。
2、造粒机类型划分
国际国内市场生物质造粒机动力驱动一般是由电机来完成，设备以固定式为主，根据动力驱动和工作方式不同可分为固定式造粒机和移动式造粒机，其中移动式又可以细分为牵引式和自走式。
固定式造粒机工作位置相对固定，一般在厂房内完成造粒作业，高效率造粒机机组往往还配置有切碎、输送、除尘、降温和包装等系统，以生产线方式运行。动力来源一般是电机，根据生产线或设备效率不同选择不同功率的电机。
目前国际和国内市场造粒机以固定式为主，各厂家产品在核心工作部件结构、整机技术路线和产品工作效率设计等方面存在差异，同类产品可靠性国内外差距较大。国内环模和压辊的使用寿命相对较短，一般加工1000t左右就需要更换（部分厂家的加工500t左右就需要更换），维修更换频率较高，使造粒机使用成本居高不下。
为实现秸秆、饲料等物料的田间地头收获造粒，降低收储运成本，提高工作效率，行业内一些研究机构和高校开始创新研制出了移动式造粒机产品，实现了秸秆捡拾、切碎、造粒、冷却和仓储一体化。
移动式造粒机是对固定式造粒的创新性改进，动力源一般为柴油发动机，行走方式有自走式和牵引式移动两种。自走式动力来自本身自带发动机，工作部件和行走都全部由发动机完成，整机各功能部件匹配性设计；牵引式一般由拖拉机牵引完成，动力一般来自拖拉机后动力输出。
目前国内自走式移动造粒机暂时处于研究阶段。部分厂家开始尝试牵引式移动造粒机或压块机的研发和试验，对各系统的整机匹配性方面进行研究和摸索。