李健男¹，杜安磊²，黃彥慧³，孫彬¹，王迎¹

（1、南京林業(yè)大學(xué)家具與工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)院，江蘇南京21003；2、廣東省宜華木業(yè)股份有限公司，廣東汕頭515834；3、北華大學(xué)林學(xué)院，吉林吉林132013）

　　摘要：家具企業(yè)是木材及人造板最大的消耗用戶，同時會產(chǎn)生大量的木質(zhì)加工廢料，利用生物質(zhì)成型燃料技術(shù)將這些廢料加工成木質(zhì)成型燃料不僅能帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益，更有積極的環(huán)保意義。

　　生物質(zhì)成型燃料是將木材加工剩余物、農(nóng)作物秸稈等生物質(zhì)原料粉碎到一定的粒度，在50-200MPa壓力和150-300℃熱或不加熱的條件下，壓縮成棒狀、塊狀、粒狀等具有一定密實(shí)度的成型物，其密度能達(dá)到0.8g/cm³-1.35g/cm³，便于儲存運(yùn)輸和處理[1]。木質(zhì)材料在家具企業(yè)有雙重的作用，一方面可以制造家具，另一方面木質(zhì)材料的加工廢料也是家具企業(yè)熱能的主要來源，但是這些廢料形狀、尺寸不規(guī)則，不利于儲存，一些小尺寸廢料，刨花、鋸屑等質(zhì)地松散，堆積密度僅有0.15g/cm³-0.20g/cm³，不利于存儲和使用，采用生物質(zhì)成型燃料技術(shù)將這些廢料加工成木質(zhì)成型燃料，將大大改善其使用價值。

　　1家具企業(yè)木質(zhì)廢料處理現(xiàn)狀及問題

　　以Y家具企業(yè)為例，該家具企業(yè)生產(chǎn)美式家具，產(chǎn)生木質(zhì)廢料的主要有“鋸、刨、銑、鉆、磨、車“六種加工設(shè)備，產(chǎn)生的木質(zhì)廢料按照尺寸的大小可以分為按照尺寸可分為大型木質(zhì)廢料（木塊、木條、板塊、板條）及小型木質(zhì)廢料（鋸屑、片狀刨花、團(tuán)狀刨花、粒狀木屑、木粉）。其中大型廢料需要人工清運(yùn)，這部分廢料便于儲存和鍋爐直接燃燒，日均產(chǎn)量8.3噸；小型廢料主要靠車間的氣力運(yùn)輸除塵設(shè)備進(jìn)行收集，這部分廢料不利于儲存和使用，采用向外銷售的方法處理，日均產(chǎn)量8.5噸。該企業(yè)采用是型號為DZG-6-1.25-M蒸汽鍋爐。經(jīng)查此蒸發(fā)量的燃煤鍋爐每小時耗煤量（5500大卡）為0.685噸[2]，木質(zhì)加工廢料的熱值約為16MJ/kg[3]，經(jīng)過換算可知該鍋爐每小時消耗木質(zhì)廢料0.986噸。該企業(yè)每天生產(chǎn)時長為11小時，每年生產(chǎn)約330天，每年需要木質(zhì)廢料3579噸。目前該公司鍋爐燃燒的主要是大型的木質(zhì)廢料，這些廢料每天的產(chǎn)量約為8.3噸，每年還缺少840噸的大型木質(zhì)廢料，雖然小型廢料的產(chǎn)量也較大，但是不利于儲存和使用，其他只能用煤炭代替。將松散的小型木質(zhì)廢料加工成木質(zhì)成型燃料不僅能補(bǔ)充該企業(yè)的能量缺口，還能將多余的燃料出售創(chuàng)造更多的利潤。

　　2生產(chǎn)木質(zhì)成型燃料經(jīng)濟(jì)效益分析

　　生產(chǎn)木質(zhì)成型燃料前，該企業(yè)以出售的方式處理掉小型木質(zhì)廢料，出售價格約320元/噸，每年出售2800噸，收入89.6萬元/年；需要采購約600噸/年煤炭，煤炭價格550元/噸，支出33萬元/年，結(jié)余56.5萬元/年。

　　2800噸小型木質(zhì)廢料可生產(chǎn)2500噸木質(zhì)成型燃料，木質(zhì)成型燃料的市場價為1050元/噸，生產(chǎn)木質(zhì)成型燃料經(jīng)濟(jì)效益分析如下：

　　2.1設(shè)備折舊及維修費(fèi)用

　　螺旋擠壓式成型設(shè)備適用于木質(zhì)加工廢料并且該種設(shè)備價格較低，河南鞏義市某機(jī)械設(shè)備廠的整套設(shè)備價格為16.08萬元，如表1，使用年限為10年，每年生產(chǎn)天數(shù)為330天，每天約生產(chǎn)7.58噸木質(zhì)成型燃料，因此設(shè)備折舊為6.43元/噸；設(shè)備維修費(fèi)用為10元/噸[5]。

　　2.2電費(fèi)

　　生產(chǎn)時設(shè)備功率為130.8kW/h，當(dāng)?shù)兀◤V東省汕頭市）電價為0.805元，千瓦時，每天生產(chǎn)時長為8h，電能消耗成本為111.13元/噸。

　　2.3人工費(fèi)

　　該木質(zhì)成型燃料生產(chǎn)線需要6名工人，每名工人工資為120元/天，人工成本為94.99元/噸。生產(chǎn)木質(zhì)成型燃料成本為222.55元/噸，總成本為56萬元/年；每年鍋爐需要消耗840噸木質(zhì)成型燃料，生產(chǎn)時烘干機(jī)的熱風(fēng)爐每天需要消耗1.2噸成型燃料，該企業(yè)每年自身消耗木質(zhì)成型燃料1236噸，可以出售1264噸，可以收入132.72萬元/年，成本支出為55.94萬元/年，可以盈利76.78萬元/年，相對于將木質(zhì)廢料直接出售提高了35.6％盈利，經(jīng)濟(jì)效益還是比較明顯的。

　　3生產(chǎn)工藝流程介紹

　　3.1設(shè)備的準(zhǔn)備工作

　　生產(chǎn)前備好足夠一個生產(chǎn)日需要的原料，按照該企業(yè)工作時間規(guī)定，每天生產(chǎn)10小時，除去每天生產(chǎn)前的準(zhǔn)備工作、生產(chǎn)中更換成型機(jī)的螺旋桿及生產(chǎn)后的清理工作成型機(jī)的工作時間約為8h，結(jié)合成型機(jī)產(chǎn)量150kg/h-220kg/h，需要備料8噸左右。在生產(chǎn)中是以小型的碎料為主，因此這部分碎料不需要木材粉碎機(jī)及滾筒篩的加工。接通各個設(shè)備的電源，檢查是否能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。打開成型機(jī)的加熱圈進(jìn)行預(yù)熱，溫度調(diào)節(jié)到340℃-350℃之間。點(diǎn)燃?xì)饬鞲稍餀C(jī)的熱風(fēng)爐，待火勢穩(wěn)定后打開風(fēng)機(jī)對蛇形管進(jìn)行預(yù)熱。

　　3.2木質(zhì)成型燃料的生產(chǎn)作業(yè)

　　將木質(zhì)廢料從原料入口加入，保證上料速度為800kg/h-1000kg/h；原料經(jīng)過上料機(jī)進(jìn)入兩孔粉料器，原料經(jīng)分料器進(jìn)入干燥機(jī)的進(jìn)料口，要保證熱風(fēng)爐的火勢，如果火勢過大則原料經(jīng)干燥后太干，火勢太小則原料的濕度達(dá)不到要求，熱氣流溫度要控制在220℃-300℃之間；原料隨熱氣流進(jìn)人蛇形管，與氣流混合進(jìn)行干燥，隨后經(jīng)過風(fēng)機(jī)進(jìn)入到旋風(fēng)分離器，水蒸氣隨熱氣流從上方煙道排出，原料從下方出料口流出，進(jìn)入下一個上料機(jī)的上料口，保證此時的原料含水率為（6±1）％；原料被送到五孔分料器，分料器將原料均分到成型機(jī)的進(jìn)料口；成型螺旋桿將原料帶入成型筒內(nèi)擠壓成型，待成型燃料能順利擠出時，將成型溫度調(diào)至320℃，如果生產(chǎn)中需要更換成型機(jī)的螺旋桿則要停機(jī)斷電后才能進(jìn)行；成型燃料達(dá)到一定長度時（約40cm）被輸送機(jī)上的擋板卡斷掉落到平板輸送機(jī)的皮帶上被輸送到指定位置。

　　3.3生產(chǎn)完成后的清理工作

　　每日生產(chǎn)結(jié)束后切斷所有設(shè)備電源；清理成型機(jī)內(nèi)剩余的原料并點(diǎn)燃成型套筒內(nèi)殘余的成型燃料，火焰熄滅后，接通成型機(jī)電源并讓螺旋軸反轉(zhuǎn)數(shù)圈，保證成型套筒內(nèi)沒有堵塞；熄滅熱風(fēng)爐內(nèi)的火焰，并保證不留火星；最后再次檢查生產(chǎn)現(xiàn)場有無沒有熄滅的火源。

　　4結(jié)束語

　　家具企業(yè)產(chǎn)生的木質(zhì)廢料，利用生物質(zhì)成型燃料技術(shù)加工成木質(zhì)成型燃料，不但能解決自身的能源問題，還能帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。木質(zhì)成型燃料代替化石燃料的使用可以減少二氧化硫和二氧化碳的排放，對環(huán)境保護(hù)有積極意義。因此生物質(zhì)成型燃料技術(shù)是一種家具企業(yè)木質(zhì)廢料有效利用的新方法。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]劉石彩，蔣劍春.生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)與應(yīng)用（Ⅱ）[J].生物質(zhì)化學(xué)工程，2007，41（4）：59-63.

　　[2]河南遠(yuǎn)大鍋爐有限公司.6t燃煤蒸汽鍋爐耗煤量[EB/OL]http://www.cn噸rades.com/tradeinfo/chanpin_detail_733106.html.

　　[3]顧煉百，李大綱.木廢料作能源的高溫水木材干燥設(shè)備[J].林產(chǎn)工業(yè).1999（2）：33-35.

　　[4]張百良.生物質(zhì)成型燃料技術(shù)與工程化[M].北京：科學(xué)出版社，2012.

　　[5]李美華.生物質(zhì)燃料致密成型參數(shù)的研究[D].北京林業(yè)大學(xué)，2005.