農村秸稈的綜合利用,是將大量農業廢棄物轉換為可用資源與可再生能源,有效降低大氣環境污染的重要途徑。秸稈綜合利用方式多種多樣,應用前景廣闊,但無論采用何種方法,首先必須從解決秸稈粉碎的難題入手。目前國內外的秸稈粉碎設備在工藝、性能、效率等方面都存在諸多差異。而由江蘇河海給排水成套設備有限公司與國內外大專院校和科研單位進行產學研聯合的秸稈綜合利用新型裝備——液壓新型低速剪切式秸稈粉碎設備,不僅能精密、科學地將各類農作物秸稈粉碎成10cm以下的短纖維或細顆粒,還為秸稈下道工序的綜合利用提供了更為優越、便捷的條件。
防范秸稈露天焚燒刻不容緩
近年來,農作物秸稈的大量焚燒成為大氣污染的重要源頭之一。每年夏、秋季節,農村大量的麥稈、豆稈及玉米、水稻等秸稈普遍在田間焚燒,產生大量濃重煙霧,不僅成為農村環境保護的瓶頸問題,更成為殃及城市環境的罪魁禍首。據有關資料統計,作為農業大國,我國每年可生成9億噸秸稈,為了適時、方便地處理這些“廢棄物”,農民不得不就地焚燒。如將農村各種秸稈作為生物質進行綜合利用,不僅解決了焚燒帶來的嚴重環境污染,而且開辟了再生清潔能源新途徑,備受各級政府及企業的關注。
低速液壓剪切式粉碎設備處國內領先地位
目前國內外通用的傳統粉碎設備一般為高速離心捶搓式裝置。該設備的轉速要求為1800轉/分,由于其轉速要求高,必需配備大功率電機,導致能耗高;內置的甩捶式刀具易損壞,一般工作1~2小時就需要更換刀具,使用成本高;其內置式各類機械零件因高速運行易損壞甩出,存在較大安全隱患;設備高速運行,作業場地粉塵極大,嚴重污染環境,影響操作人員健康;由于設備的種種結構弊端,工作效率低,單機每小時粉碎量僅3~5噸。
為了探索高科技新型秸稈粉碎設備的制造工藝、生產裝備及新型應用材料,江蘇河海給排水成套設備有限公司與國內外大專院校和科研單位進行產學研聯合,突破傳統粉碎設備的設計理念與制造工藝,采用低速、剪切原理,在一組相對平衡的主軸上配套若干組相互交錯的特殊刀刃,實現剪切式粉碎,從而滿足了低轉速、低能耗、低成本、低污染和低安全隱患等要求。
該設備針對各類秸稈品種的不同硬度、不同長度與不同濕度要求,采取獨特的設計理念。其核心技術主要體現在以下幾點:
一是在傳動裝置上采用傳動扭矩大,功率消耗低,能實現無級變速,進行自動裝卸料的液壓系統,可在各種惡劣環境中自動作業。
二是切削主軸采用斜坡狀遞進式結構,粉碎后的各類秸稈粉末能進行自動、均勻下料。
三是刀片與主軸選用特種材質的合金鋼并經過特殊的調質與淬火處理,刀片與主軸的表面硬度達HR58~62,調質后的切削刀具具備一定的韌性,使刀片與主軸經久耐用,剛柔兼備,軟硬通吃。
四是相對獨立的刀片和主軸采用多角重疊鑲嵌式結構,粉碎過程利用螺旋型相對方向旋轉形成剪切線,通過主軸的強力扭矩作用,提高秸稈的粉碎效率。
五是在粉碎裝備主機下方增設兩組剃齒裝置,能順利將含水量偏高、易堵的秸稈殘渣剃落,避免堵塞,以保證設備的正常運行。
六是在粉碎過程中遇有硬物時,為防止主軸曲張,在主軸中端設置曲張保護器及阻尼輥裝置,以防止主軸變形而影響粉碎效果。
七是為解決農村秸稈捆扎包裝直接送入粉碎設備產生堵塞而影響粉碎,設備前端配有破卷喂料輔助裝置,后端裝有機動輸出設施,能有效滿足捆扎包裝的秸稈進料、破卷、勻料、送料、粉碎、輸送等系列要求,無需人工破卷上料,操作簡單安全。
八是整套設備采用PLC智能化裝備,實現程序化、自動化操作。運行過程中每條生產線用工2人,1人機械化上料,1人自動化出料,單機4軸,每小時粉碎量可達15~20噸,為傳統設備的4~5倍。
新型秸稈粉碎設備創造良好經濟與社會效益
低速液壓剪切式粉碎設備結構科學,性能國內領先。物料通過輸送帶、勻料倉和粉碎倉,實現捆扎秸稈包的自動進料、破卷、勻料、送料和粉碎,破碎系統通過曲張保護器對粉碎刀軸進行曲張保護,通過剔齒交錯刀片實行均勻破碎,具有結構簡單、緊湊,自動化程度高,人工勞動強度低,安全性能高,環境污染小,粉碎充分,使用壽命長等優越性。
隨著環境治理問題國際地位的提升,節能、環保成為全球重點發展的支柱產業,也為農村秸稈的綜合利用提供了產業發展機遇。國務院近期頒發的《“十二五”節能環保產業發展規劃》提出,到2015年我國節能環保產業總產值將達4.5萬億元,增加值占國內生產總值的比重為2%左右,產業發展潛力巨大。有關資料顯示,我國農村每年的秸稈產量達9億噸,長期以來約有1/3~2/3被焚燒,相當于每年有3億~6億噸可作為再生能源的秸稈被浪費。
對秸稈等農作物進行粉碎處理,是實施綜合利用并使之產業化的首要環節。經過粉碎后的秸稈成為10cm以下的短纖維或細顆粒,可適用于制作燃料棒、生化處理、制取沼氣、焚燒發電等后續綜合處理,節省了處理成本,提高了綜合利用的效率和效益,是實現綜合利用的必要條件。
液壓低速剪切式秸稈粉碎系統的開發,符合國家產業政策,符合社會發展規律,順應了市場發展的方向。廣泛應用于農村清潔能源和秸稈綜合處理領域,一舉解決了農村秸稈粉碎的難題。該設備技術先進,工藝成熟,性能優良,實行全自動控制,改善了操作人員的工作條件,減少了環境污染,具有較好的社會效益和經濟效益,應用前景非常廣闊。