HPB-Ⅳ型液压式生物质（秸秆）成型机的设计及试验研究

我国农作物秸秆资源非常丰富，每年秸秆产量超过6亿吨，有3.5亿吨可以作为能源使用，是清洁的可再生能源。但是，由于秸秆燃烧方式与利用途径单一、陈旧，秸秆能源燃烧效率低，甚至部分粮食主产区出现秸秆就地焚烧现象，造成秸秆资源浪费，加重化石燃料利用带来的污染。为此，生物质能源转换技术的研究受到各方面的重视，其中秸秆固化成型技术可将农村松散的秸秆压缩成致密的、可替代煤的优质燃料，对于改善农村生活质量、保护农业生态环境、增加农民收入和促进农业可持续发展具有重要的意义。 目前，众多成型机类型的相关技术设备研究严重滞后，始终存在很多问题没有解决，目前的生物质固化成型装备主要是液压活塞式成型机，在设备的实用性、系列化上还有很多不足之处，以河南农业大学研制的HPB-Ⅲ生物质成型机为例有待于在实践的基础上对其进行结构改进和工艺参数的优化。因此，解决当前成型机存在的问题对生物质成型机的利用是非常重要的。本论文是通过HPB-Ⅲ生物质成型机在河南四个试点两个月的运行情况，针对出现的各种问题，进行理论分析，做出改进设计，设计出一种新型成型机（HPB-Ⅳ型成型机）。主要结论如下： （1）HPB-Ⅲ型生物质成型机通过在下面几个试点的运行得出这种成型技术还是比较成功的，具备了商业化推广的价值，但是还是有些设计上的问题和机械加工上的问题使得该设备不够完善，综合性能不够稳定，通过对这些问题的分析，找出主要原因是运行压力太高，设备选材不合设计要求等，影响秸秆成型的一些主要参数没有试验依据，得出该设备仍需要改进完善。 （2）通过在自制液压设备上和在HPB-Ⅲ型生物质成型机上的试验，找出了影响秸秆成型和HPB系列生产率、单位能耗的重要因素，并对试验数据进行了分析，找出了它们之间的关系，为设计新型成型机提供了依据。 （3）以液压驱动、双向成型为基础，从产业化的角度对HPB-Ⅲ型生物质成型机进行了液压系统和成型部件的改进设计，采用双缸双活塞双阀，使该成型机运行压力在8MPa左右，低压运行，稳定性提高，综合性能提高，生产率达到500kg·h-1，单位能耗70kWh·t-1左右，基本解决了影响生物质同化成型技术在国内进一步推广的技术难题。 （4）通过对新型成型机的试验和在南阳示范点的实际运行情况，对成型机的技术经济性能进行了简单的评价。结果表明：该成型机具有很好的经济性能，可以商业化推广。