永嘉县陡门乡农林废料再生炭棒能源技术的研究与应用

　　再生能源炭棒是将柴草、锯末（木糠）、刨花、树皮、树杈、稻壳、竹屑（竹粉）等众多生物质粉料，经烘干、上机成型后，在高温、高压下将生物纤维质重新组合，无需任何粘合添加剂，生产出的规则固体棒状燃料规格多样。可直接用于烧锅炉、餐饮业、工业、化工、军工、农业等领域，达到高效能、洁净的二氧化碳排放标准。固体炭棒燃料是世界公认的解决能源与环境问题的最新产品。
　　陡门乡位于永嘉东部，东邻乐清市，南连乌牛镇，西接上塘镇、沙头镇，北靠沙头镇、花坦乡，全乡面积49.5 km2，平均海拔350 m左右，气候独特，土壤肥沃，雨量充沛，森林资源丰富。永嘉县柯氏机制木炭厂结合山区原材料丰富和农村有富余劳动力的有利条件，利用农林废料再生能源这项新能源技术，使废弃的农林废料得到了更合理的利用，改变了农村有日常用能结构，提升了可再生能源在农村能源消耗中的比例，提高了农民生活质量，促进了农村节能减排，农民增收，使农村建设向生态型转变，是社会主义新农村建设的重要措施。
　　1 发展背景及意义
　　21世纪，作为人类社会发展基础的能源在结构上将会发生根本性的变化。以化石燃料为主体的能源体系将会过渡到以新能源和可再生能源为主体的新型能源体系。能源结构的根本性变化同时会给生态环境、人们生活和工作方式以及社会文明带来意想不到的深刻的变化。这既是人类能源发展的必然趋势，也是人类社会向更高文明发展的重要标志。1999年４月，科技部根据国务院的指示，把“中国后续能源发展战略研究”作为国家重点的研究课题。Www.11665.coM研究结果表明，21世纪我国能源结构的变化与世界能源一致，呈多本文由论文联盟http://收集整理元化趋势，而新能源和可再生能源将取代原有化石燃料，逐步登上主力能源的地位。按照正常的速度发展模式，2050年我国的能源结构为煤炭占42.7%，石油占25.2%，可再生能源占32.1%。
　　党中央提出建设社会主义新农村，加快建设资源节约型、环境友好型社会。国务院2009年下发文件，对废料转换新能源予以鼓励和免税政策。要大力发展低碳经济和循环经济，加大环境保护力度，切实保护好自然生态，就亟需开发农村生物质能的现代化应用，构建农村环境保护体系，从而提高农民的生活水平、改善生态环境、缓解能源的需求压力[1-2]。
　　2 原料的收集与制作
　　2.1 原料收集
　　山区有丰富的原材料资源，该技术将柴草、锯末（木糠）、刨花、树皮、树杈、稻壳、竹屑（竹粉）等众多生物质粉料进行再生能源利用。
　　2.2 制作工艺流程
　　流程具体如下：原材料粉碎—筛选—烘干—成型—进窑密封控氧烧制—冷却—包装销售。
　　首先对收购的原材料柴草、锯末、刨花、树皮、树杈、毛竹下脚料等含碳物废料分类倒入粉碎机进行粉碎，粉碎成3～5 mm大小不等的颗粒状粉末。再将粉碎后的颗粒过固定的网眼筛子进行筛选，未过筛的大颗粒原料重新倒入粉碎机进行粉碎筛选。然后对筛选出来的粉末颗粒进行烘干，粉末颗粒含水量保持在6%～8%，烘干后堆放2～3 h使粉末温度平均一致。接下来采用热挤压技术制作炭棒，成型机器用温控仪和电热偶进行温度控制，根据不同的原料配置不同的温度，把烘干后的粉末颗粒倒入成型机器进行热挤压成型制棒。然后把成型的棒送进窑进行密封控氧烧制，在烧制过程中控氧技术非常重要，控制好氧气才能把成型的棒烧制成完整的炭棒，否则棒会烧成炭灰。把烧制好的炭棒出窑进行冷却，然后包装销售[3]。
　　3 成本效益分析及优势特征
　　3.1 生产成本
　　生产1 t成型炭棒成本约为3 150元，其中需要原料5 t，约需成本1 300元，生产用电300元，原材料粉碎工资400元，设备折旧费200元，人工650元，包装、税费及其他300元。
　　3.2 效益分析
　　一是经济效益。成型炭棒的市场批发均价为4 500元，一般约3 800元/t，品质好的需要4 500～4 800元/t，高品质的需要5 500元/t，市场零售价为6元/kg。二是社会效益。可以带动农村在家低收入农户和富裕劳动力的就业，增加收入，提高农村致富奔小康水平。三是生态效益。在山区可以利用山区充裕的原材料资源，收集林木废弃物减轻对生态环境的压力，把森林下的柴草砍除可以减轻森林火灾的发生率[4-5]。
　　3.3 优势特征
　　与农作物秸秆合成炭的比较优势：燃烧时间更长、热能更高、烧后留下的炭灰少、无烟、无毒。1 kg林木废料成型炭棒燃烧时间达200 min，而农作物秸秆合成炭燃烧时间只有120 min。
　　4 应用前景
　　生产出的规则固体棒状燃料规格多样，可直接用于烧锅炉、餐饮业、工业、化工、军工、农业等领域，达到高效能、洁净的二氧化碳排放标准。还可加工成活性炭，用于自来水厂的自来水过滤，沉淀杂质，净化水质。炭粉可加工成食品干燥剂、除臭包、制作床垫鞋垫等。固体炭棒燃料是世界公认的解决能源与环境问题的最新产品[6]。