北方秸秆制粒技术应用可行性研究报告书

1、秸秆制粒技术应用可行性研究报告项目总论1.1项目背景 能源问题在我国越来越成为影响社会经济发展的重要因素之一， 而化石能源的大规模集中使用， 也给生态环境造成了严重危害。 国家 于 2005 年 2 月颁布了 可再生能源法，鼓励各种所有制经济主体参 与可再生能源的开发利用， 并提供优惠政策扶持农村地区的可再生能 源的生产项目。生物质能作为第四大能源资源，在可再生能源中占有重要地位。 开发生物质能既可以补充常规能源的短缺， 也具有重大的经济效益和 环境效益。 同其他生物质能源技术相比较， 生物质颗粒燃料技术更容 易实现大规模生产和使用，使用生物质颗粒的方便程度可与煤炭相 当。所以，利用生物质致密

2、成型设备生产颗粒燃料符合国家产业政策， 具有较好的经济效益和社会效益。我国是一个农业大国，农作物种类繁多，数量巨大。水稻、玉米 和小麦是三种主要的农作物， 其产生的秸秆是我国主要的生物质能资 源之一。我国农作物秸秆年产总量为 6.04 亿吨，其中约有 15%被用 来直接还田造肥；有 25%被作为饲料；约 9%被用做工业原料。除此 之外，约 51%，即 3.08 亿吨的农作物秸秆可以作为能源用途，其中 已有 1.9 亿吨的农作物秸秆被农民在炉灶内直接燃烧用来炊事和取 暖，另外约 1.2 亿吨则被废弃在田间地头或田间直接焚烧，不仅浪费 了能源，也污染了环境。此外，全国林产、工业木材剩余物的数量为

3、4000 万立方米；造 纸业产生的木材剩余物的数量约 1 万立方米；甘蔗渣的年产量约为 4000万吨；粮谷加工厂排出的谷壳量每年达 4000 万吨，这些行业的 剩余物绝大部分沦为废气物，成为各行业的环境负担。财政部、发展 改革委、农业部、税务总局、国家林业局于 2006年 9 月联合印发关 于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施 yij ，在四项财税 政策上扶持生物质能源的发展。 因此，从事生物质颗粒燃料生产和开 发，其原料丰富、价格低廉，利于环保，同时可增加农民收入，减少 能源消耗，是利国利民的大好事。1.2产品特点及用途大部分生物质原始状态密度小， 热值低。 虽然不经过处理， 也可 以

4、作为能源使用，但无论是运输和储存，还是利于效率方面，都不能 与化石能源相提并论。 但如果对生物质进行加工处理， 就可以有效弥 补生物质能的不足。 目前，国际上使用最广泛的生物质能利用技术是 固体成型技术，其原理是通过机械装置，对生物质原材料进行加工， 制成生物质压块或颗粒燃料。 经过压缩成型的生物质固体燃料， 密度 及热值均大幅提高，便于运输和储存。可用于家庭取暖、区域供热， 也可以与煤混合燃烧进行发电。 颗粒燃料是在常温条件下利用压辊和 型模对木屑、秸秆等原料进行挤压而制成的。原料的密度一般为 130kg/m3 之间，发热值为 4000大卡以上输送、储存极为方便，同时 其燃烧性能大为改善。众

5、所周知，玉米秸秆中含大量糖分和粗蛋白， 在挤压成型过程中， 糖起到了润滑和粘合的作用。 密度增加保持了其中的营养成分不易流 失，由于无需任何添加剂， 经细密碾压后的玉米秸秆颗粒还能成为牛、 羊等大牲畜的理想饲料。1.3市场概况木质颗粒在美国市场的小包装零售价格为 170 美元 /吨，大包装 价格约为 135 美元/吨，在欧洲的交货价格约为 200 欧元 /吨。国内颗 粒燃料市场目前还不完善， 木质颗粒零售价为人民币 750 950元 /吨， 农作物秸秆颗粒零售价为人民币 430550 元/吨（笔者近日在吉林考 察某秸秆颗粒机生产厂时了解到， 该厂准备以每吨 400 元的价格向农 民收购玉米颗粒

6、，并预付 30%定金）。国家发改委生物质成型燃料发 展规划提出，在 2010 年前，结合解决农村基本能源需要和改变农村 用能方式，开展生物质颗粒燃料应用示范点建设，年消耗颗粒燃料 500 万吨，代替 300 万吨燃煤。到 2020 年使生物质颗粒燃料成为普 遍使用的一种优质燃料， 年消耗颗粒燃料 5000万吨，代替 3000 万吨 燃煤。2.1成型原理及主要设备生物质原料中含有纤维素、 半纤维素、 木质素等。 由于结构比较 疏松，密度小，当受到外力后， 原料将经历重新排列位置、 机械变形、 弹性变形、塑性变形阶段， 通过非弹性或粘弹性纤维分子之间的相互 缠绕和绞合，使体积缩小， 密度增大。目前

7、国外生物质能源固化成型 技术及设备的研发，主要有三类：1）以日本为代表开发的螺旋挤压方式生产的棒状成型技术；（2）欧洲各国开发的活塞式挤压条状成型技术；（3）以美国研发的内压滚筒颗粒状成型技术 美国、日本、加拿大等国还开发了取暖专用壁炉，在北美已有50 万户以上的家庭使用这种专用炉（灶）供热取暖，但使用范围仅 为豪华住宅， 而生活民用和工业用炉使用该燃料装置尚属空白。 我国 生物质固化成型技术起始于 29世纪 90年代。当时研发成功的有单头、 双头螺旋挤压棒状成型机，但由于功耗大、关键零部件寿命低、生产 效率不高，故只停留在实验室阶段。 1998 年开发了内压滚筒式颗粒 成型样机，生产能力为2

8、50-600kg/小时，同样因体积大、功耗大、生 产效率低、资源采集半径等诸多问题得不到根本解决而导致综合生产 成本很高，没有推广应用价值而停滞不前。稍后，南京从美国引进了 适用于高档别墅壁炉取暖的以木质为原料的滚筒式颗粒成型机， 也因 为体积大、功耗大、资源采集运输半径的限制、零部件耗大等因素， 导致产品综合成本居高不下，产品价格很高， （1000 元/吨）无法进行 下去而停业。目前市场上正在使用的加工设备主要有两类， 即通常所说的环模 和平模设备。环模设备主要由一个带有锥形通孔的环形模具内置三个 可连续旋转的内辊所组成， 内辊沿模具内侧侧循环滚动， 将不断添加 的原料从环状模具中挤出， 形

9、成颗粒。 平模设备主要由一个带有锥形 通孔的圆盘型模具和三个连带旋转的辊轮所组成， 辊轮沿模具表面连 续，将不断添加的原料碾入模具的锥形孔内， 并从模具的另一侧挤出 颗粒。平模设备还有另一种形式，就是模具旋转带动两个辊轮旋转， 其原理与上述平模设备相同。经比较分析，上述三种设备以“平模轮主动”型设备较佳，其特 点是密度高、耗电小、寿命长，原料粉碎费用低。该设备是集中一些 优点的基础上研制成行走式生产生物质颗粒的设备。 具有行走移动灵 活的独特的优点，可在田间地头随地加工，更适合农村移动使用。目 前准备小批量试生产。3.1建立玉米秸秆加工厂的可行性分析笔者近日在东北吉林考察了当地玉米秸秆颗粒加工

10、的可能性， 了 解到情况如下：3.1.1 原材料供应 当地农民以村为单位普遍进行玉米种植，全身玉米种植面积达 85%以上。一个中等村庄平均耕作面积为 100 晌，每晌地玉米产量为 2 万到 3 万斤，同时产出玉米秸秆 3 万到 5 万斤，也就是说保守估计 该村每年玉米秸秆产量大约 1500 吨。当地农民目前仍以传统柴灶方式进行取暖和做饭， 其能源来源主 要依靠玉米秸秆的简单燃烧， 加之每家每户均饲养牛一至两头， 其饲 料全部依靠玉米秸秆。 经了解， 上述两项消耗的玉米秸秆不到全年产 量的三分之一，而且浪费巨大。也就是说，该村每年将有至少 1000 吨玉米秸秆的供给量， 目前只能堆积在防风树带的

11、夹空中， 任其自然 腐烂后还田。3.1.2 动力供应 当地农村全部以村为单位安装了动力电，以村为单位装机容量50kw。冬季农闲时基本不用，而玉米秸秆颗粒加工的最佳季节为秋 收之后，正好可以借助于此电力作为加工设备的动力来源而不需另行 申请电力设备，经核实当地动力电用电的电价为 0.52元/kwh。3.1.3劳动力成本及原材料成本东北农村耕地面积大， 当地用工成本相对较高， 平均日工资不低 于 60 元。经了解，每人每日可回收玉米秸秆 250 捆（每捆约 10kg）， 相当于每人每日可回收玉米秸秆 2.5吨。当地目前的玉米售价为每捆 0.2 元，加上运输油料费用及价格上涨因素，每吨玉米秸秆的收购

12、成 本约为 40 元。4.1成本估算成本构成：原材料成本：当地原材料价格平均成本 40 元/吨；原料粉碎成本：3kw功率粉碎机每小时加工 1000kg，电耗3X0.52=1.56 元/ 吨；成型制造成本：18.5kw功率加工设备每小时加工200kg,电耗18.5X 0.52 X 5=43.1 元/ 吨；用工成本： 操作设备及上料共需用工 2 人，每人每天工作 8 小时， 可生产 2 吨，人工费 50 元/ 吨；设备折旧： 折合设备折旧成本为 10 元/吨，设备维修费 10 元/吨；其他费用： 10 元/ 吨；颗粒产品制造成本为：165元左右。至大连港口吨运费170元/t ,港口价450元/t

13、;效益：（450-165-170 ） =115 元/t ;台日效益：1天X 2吨X 115元/t=230元5.1 公司展望： 该公司拟办成一个公司加农户的形式，计划发展小型加工厂 300个，总公司供应机器、技术指导、售后服务、回收产品。 6.1 投资计算：本公司为改建生产新型颗粒机为主体， 附带分散个体小型加工厂。6.1.1 公司新增固定资产投资 500 万元。土建工程： 245 万元 设备购置安装款： 118 万元征地费（租金及场地清理） ： 15 万元 技术费用： 20 万元申报设计费： 5 万元其它固定资产： 20 万元筹建费及预备费： 67 万元不可抗拒风险费： 10 万元6.1.2 分散个体小型加工厂投资 3 万元/个。 购置场地： 1 万元机器及配套设备： 1 万元简易防雨棚： 6000元 电力设施（或柴油机） ： 4000 元6.1.3 该公司全方位投资需500万元+300个（小型厂）X 3万元=1400万元7.1 项目资金筹措方案本项目自筹 400万元，争取政策扶持 1000 万元。 8.1 还款计划：以年生产 300 台套计算： 300X 3000元/ 台=90 万元, （1）小型加工厂：200元/天X 30天/月=6000