隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的能源消耗與日俱增。生物質能源作為新興產(chǎn)業(yè)中的重要一環(huán)，在《“十三五”國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中明確提出加強生物質能源的清潔應用。其中在生物質能源中，農作物秸稈是生物質的一個重要組成部分，是當今世界上僅次于煤炭、石油和天然氣的第四大能源。如何讓秸稈生物質能源發(fā)揮最大的效益，是科學家們重點關注和研究的課題。
以可再生清潔能源為主要攻堅方向的，蕪湖聚焰生物質能源科技有限公司，在利用秸稈加工清潔能源領域頗有建樹。通過科技研發(fā)、深入探索、反復實踐，利用兩年多的時間，重點分析我國生物質能源行業(yè)導致生物質燃料制備技術過程中出現(xiàn)粘合度不高、大小不一、品質差的主要因素，根據(jù)現(xiàn)存在的問題，最終研發(fā)出”一種生物質燃料的制備方法”。技術通過對粉碎工藝和壓縮成型工藝的控制，解決了現(xiàn)有技術中散落和燃燒品質差的缺點，故生產(chǎn)成本大大降低，環(huán)境效益、經(jīng)濟效益、社會效益明顯，符合國家科技計劃及產(chǎn)業(yè)政策要求。實現(xiàn)了生物質資源的清潔高效利用，緩解我國目前化石能源緊缺的突出矛盾。
蕪湖聚焰生物質能源科技有限公司，始建于2015年3月，占地21畝，注冊資本500萬元，建設固化站一座，收儲中轉站三座，標準化廠房8000余平米，綜合樓800余平米。大型秸稈打捆機械6臺(套)，摟草機2臺(套)，叉裝機3臺(套)，中型秸稈打捆機械50臺(套)，總投資3000余萬元。公司生產(chǎn)的生物質成型燃料主要是以農作物秸稈、稻殼等副產(chǎn)物為原料，加工生產(chǎn)成壓塊狀、顆粒狀的生物質成型燃料，用于供應工業(yè)鍋爐和生物質發(fā)電廠及北方冬季戶用炊事采暖，替代化石能源煤炭、重油、天然氣等能源。公司累計發(fā)明專利20項、其中實用新型專利10項，關于秸稈收儲體系建設及生物質成型燃料的制備工藝論著及企業(yè)標準近10項。2016年2月，為了實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈，以聚焰公司為龍頭，發(fā)起成立了華陽農機化、華陽秸稈綜合利用兩個專業(yè)合作社為紐帶。
2019年4月，聚焰公司與華陽農機化合作社又牽頭把全縣農機專業(yè)合作社、家庭農場、規(guī)模種植大戶、農機手、困難戶、小能人等組織起來，組建了 “蕪湖秸稈產(chǎn)業(yè)化聯(lián)合體”。通過公司+合作社+農戶的運作模式，形成一條集農作物秸稈打捆、離田、收儲、運輸、生產(chǎn)、銷售于一體的全產(chǎn)業(yè)鏈的綠色環(huán)保企業(yè)。為皖南地區(qū)探索出一條可復制、可推廣、可應用秸稈全產(chǎn)業(yè)鏈的新模式。做到了秸稈應收盡收，變廢為寶, 實現(xiàn)了農作物秸稈的綠色、循環(huán)和再利用。
此外，公司投資建成了蕪湖市第一座標準化農機化示范大院，不僅為合作社社員解決了停機難、維修難、機械腐蝕大等難題，也為美麗鄉(xiāng)村建設作出了杰出貢獻。
技術領先 設備專有
蕪湖聚焰生物質能源科技有限公司，研發(fā)的“一種生物質成型燃料的制備裝置和制備方法”包括粉碎，脫水，預壓，調配壓縮，保型和包裝，具體步驟如下：
1、粉碎：將收集到的農作物秸稈采用兩次粉碎工藝進行粉碎成粒徑為20-60目，其中，兩次粉碎工藝參數(shù)如下:第一次粉碎采用研磨式粉碎，研磨的壓力為5-12MPa，粉碎成粒徑5-8mm，二次粉碎采用球磨粉碎，球磨轉速為800-1000r/min;第一次采用研磨對秸稈進行物理處理，有利于破木質素和纖維素的結構，起到預軟化木質素和纖維素的作用，同時有利于后續(xù)的壓縮成型的粘結，提升壓縮效率，二次粉碎采用球磨，有利于固體顆粒表面易出現(xiàn)裂紋，有利于后續(xù)壓縮成型顆粒之間的粘附和嵌合，提高粘結力。
2、脫水：將粉碎后的顆粒，在溫度為80-100℃，進料量為0.75-1.5kg/min，干空氣的流量為0.31-0.75kg/s下進行立體氣流干燥，干燥至含水量為20-25%;
3、預壓：通過環(huán)模與壓輥在環(huán)態(tài)下擠壓，將干燥的顆粒進行預熱壓縮;
4、調配：將預熱壓縮的燃料與混料進行混合，并以物理方式產(chǎn)生加熱至100-110℃，保溫1-3min;
5、壓縮：將加熱后的燃料置于壓縮機中進行冷壓縮成型;
6、保型和包裝：將壓縮后的燃料進行保型、包裝。
所述預熱壓縮的溫度為110-130℃，壓力為3-7MPa。所述混料為質量比為5-6:2-3:0 .5的乙醇、淀粉和蛭石粉的混合物，其中，蛭石粉的粒度為200-300目，混料的添加量為燃料量的30-40%，混料中的酒精具有增加濕度、提高生物質燃料的燃燒值的作用，提高燃燒品質且環(huán)保無污染;淀粉在加熱狀態(tài)下具有粘合作用，提高粘合性能;蛭石粉受熱易膨脹，增加燃燒時與空氣的接觸量，提高燃燒效率。同時采用冷壓縮成型具有原料適用性廣，設備系統(tǒng)簡單，可移動性強，顆粒成型能耗低、成本低的優(yōu)點;同時錐輥式成型機在保持力的穩(wěn)定下，具有易脫模，能耗小的優(yōu)點。
生物質燃料對比圖(A為改進前、B為改進后)
解決生物質能源技術瓶頸
生物質資源是極其豐富的清潔可再生資源，以其可再生性、永續(xù)性、多樣性、對環(huán)境友好性和對人類的親和性等重要特點而倍受人們青睞，生物質燃料根據(jù)利用形式的不同被分為固態(tài)技術農林廢棄物直然或壓縮成型，液態(tài)技術制備生物乙醇、甲醇或生物柴油，氣態(tài)技術生物沼氣、垃圾沼氣和木質氣，目前生物質的燃料的制備方法大多是采用如下模式：生物質收集，粉碎，預壓，壓縮，加熱或粘結劑，保型，切割和包裝出售。雖然大致的模式如此，但各個步驟的工藝的操作和參數(shù)的不同都將會影響生物質燃料最后的成型品質和燃燒的品質，目前生物質燃料的面臨最大的問題就是提高成型的粘結力的同時，也不破壞燃燒品質。
“一種生物質成型燃料的制備裝置和制備方法”的應用能夠讓生物質燃料在形成過程中品質高、大小一致。實現(xiàn)了免結渣、環(huán)保高熱效燃燒，解決了目前粘合度低、結渣率高、品質差、熱效率低、二次污染概率高環(huán)保貢獻低(對大氣環(huán)境產(chǎn)生二次污染)運營維護成本高生產(chǎn)效率低(需定期停產(chǎn)清理)的問題。具有環(huán)保好、投資少、應用廣、效益高等優(yōu)勢。可廣泛應用于生物質燃能利用領域，其產(chǎn)品也可應用于采暖爐、茶浴爐、蒸汽鍋爐、熱風爐及其他熱能設備。
創(chuàng)新科技獲專家認可 達到國內先進水平
2020年9月11日，成果評價機構：由國家獎勵工作辦公室公示的第二批科技成果鑒定試點單位、第三方評價機構中國高科技產(chǎn)業(yè)化研究會組織國家級專家，農業(yè)農村部規(guī)劃設計資深研究員田宜水老師擔任本次科技成果評價主任。在北京主持召開由本公司完成的"一種生物質燃料的制備裝置和制備方法"項目科技成果評價會。
項目主要創(chuàng)新點及特點：(1)研發(fā)了一種漸縮-漸擴型膜孔，研制了錐輥式成型設備。在保持壓力的穩(wěn)定下，具有易脫模，原料適用性廣的特點，具有創(chuàng)新性。(2)提出了一種秸稈粉碎、脫水、預壓、調配壓縮生物質燃料的成型生產(chǎn)工藝。(3)在秸稈原料中添加淀粉和蛭石粉等添加劑，具有新穎性。
評價委員會認為該項目整體技術達到國內先進。其中，成型制備方法達到國內領先水平。一致同意通過科技成果評價。建議進一步加大市場推廣力度。
變廢為寶 助力家鄉(xiāng)發(fā)展建設
1、科技成果推廣應用情況：
"一種生物質燃料的制備裝置和制備方法"項目具有自主知識產(chǎn)權;市場前景良好，具有明顯的經(jīng)濟和社會效益;技術成熟，已經(jīng)通過安徽、江蘇、浙江等多家用戶使用，實際應用效果良好。
例如：技術通過溧陽某機械有限公司使用，滿足了不同大小秸桿在工農業(yè)領域的分類使用需求。降低環(huán)模與壓棍之間的擠壓阻力既提高了生產(chǎn)效能,又節(jié)約了用電動能，使用反響得到客戶一致好評。
蕪湖某生物能源有限公司使用此技術，有利于后續(xù)顆粒粘結和壓縮成型,有效改善了生物制燃料的成型和燃燒品質。技術裝置在生產(chǎn)使用過程中，生產(chǎn)的新型生物質成型燃料，相對于老產(chǎn)品而言，具有著火力熱值高，灰分少，燃燒品質高，火焰勢頭猛烈，能源消耗量與原產(chǎn)品相比，年節(jié)約使用生物質顆粒燃料1500噸左右，為其公司年節(jié)省燃料成本90萬元。
從實際生產(chǎn)應用及檢測情況看，效果明顯、技術成熟、穩(wěn)定可靠。本項技術和裝置應用前生物質成型燃料的生產(chǎn)成本500元/噸(成本=材料費350元/噸+能耗費及人員工資150元/噸)，通過該技術成果應用推廣后可為生物質成型燃料生產(chǎn)成本節(jié)省60元/噸(60元=能耗費40元/噸+人工費20元/噸)。
目前，來自全國生物質能源行業(yè)已有13個省市與公司洽談項目，表示了合作意向。如：江蘇、山東省、河南省、省等。
2、社會效益
(1)對推動我國生物質能轉化利用具有積極的現(xiàn)實意義。
我國生物質能資源廣泛，每年可收集生物質燃料資源量約6億噸，可供能源化利用的秸稈資源量約3.4億噸。通過“一種生物質燃料制備裝置和制備方法”技術的高效轉化利用，可大幅提升能源利用效率，有力保護生態(tài)環(huán)境安全，促進節(jié)能減排，對我國建設環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會將產(chǎn)生深遠影響。
(2)推動行業(yè)科技進步，帶動第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展，減少國內企業(yè)對核心技術進口的依賴程度，有力保護國家能源安全。
我國的生物質成型顆粒燃燒利用規(guī)模也在逐年擴大，但燃燒技術的發(fā)展略顯落后，國內目前的研究主要集中于對燃料的物理特性、熱解燃燒特性等領域上，自主研發(fā)的技術產(chǎn)品投放市場應用較少。“一種生物質燃料制備裝置和制備方法”的成功研發(fā)應用，不僅有效的推動了行業(yè)科技進步，還能逐步替代進口技術產(chǎn)品，減少國內企業(yè)對進口技術的依賴程度，帶動生物質固化成型燃料產(chǎn)業(yè)與燃燒技術同步產(chǎn)業(yè)升級，創(chuàng)造新的經(jīng)濟增長點，對保護國家能源安全，推動經(jīng)濟社會和諧健康發(fā)展具有重要作用。
(3)能積極促進社會就業(yè)，帶動農民增收、農業(yè)增效，改善和保護農村生態(tài)環(huán)境。
本項新技術的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模化發(fā)展，將創(chuàng)造大量就業(yè)崗位，同時，也給農民帶來了穩(wěn)定可靠的經(jīng)濟收入來源，燃燒后的爐灰直接還田作為農業(yè)用肥原料，可為農民節(jié)約農業(yè)生產(chǎn)肥料支出成本，提升農業(yè)生產(chǎn)質量，增加農業(yè)發(fā)展效益，對改善和保護農村生態(tài)環(huán)境，提高我國廣大農村地區(qū)農民生活質量具有重要意義。
秸稈綜合利用創(chuàng)佳績
蕪湖聚焰生物質能源科技有限公司在總經(jīng)理沈顯華先生的帶領下，堅持綠色、環(huán)保、有機農業(yè)統(tǒng)籌發(fā)展，聚焦農民收入、產(chǎn)業(yè)融合、環(huán)境治理，配合政府開展秸稈禁燒、大氣污染防治和秸稈綜合利用工作。通過秸稈綜合利用，變廢為寶, 從真正意義上實現(xiàn)了農作物秸稈的綠色、循環(huán)和再利用。緩解了政府秸稈禁燒“前禁后燃"的 突出矛盾，解決了百姓的后顧之憂，受到了各級政府和廣大百姓的一致好評。
相繼被央視《焦點關注》、《農廣天地》及《工人 日報》等多家媒體專題欄目組采訪報道。子公司創(chuàng)辦以來不斷在全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新，累計發(fā)明專利20項、其中實用新型國家專利10項。公司申請注冊的“聚焰能源”商標, 獲國家知識產(chǎn)權局授權專利。2016年，公司先后被中國國際經(jīng)濟技術合作促進會中小企業(yè)服務中心列為“十三五”重點培養(yǎng)示范企業(yè)。2017年，被評為蕪湖市農業(yè)產(chǎn)業(yè)化龍頭企業(yè)。2018年，公司通過國際質量管理體系認證，成為國家三A級信用企業(yè);被授予中國生物質能行業(yè)最具創(chuàng)新力企業(yè)、安徽省農科院秸稈綜合利用研究中心。2019年，榮獲安徽省科學家企業(yè)家協(xié)會會長助理單位;安徽省可再生能源協(xié)會 授予公司為秸稈生物質燃料生產(chǎn)試驗示范基地及授予副會長單位;被中國生產(chǎn)力學會評為中國新能源產(chǎn)業(yè)最具影響力企業(yè)，授予社會責任獎;同年6月，公司生物質顆粒燃料產(chǎn)品獲安徽省秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)博覽會參展產(chǎn)品銀獎;2019年，在全蕪湖市農業(yè)企業(yè)行業(yè)中，公司榮列前20強。2020年，被蕪湖市總工會授予“五一勞動獎狀”榮譽稱號;被安徽省農業(yè)產(chǎn)業(yè)化工作指導委員會評為省級重點龍頭企業(yè)。聚焰公司與安徽理工大學共同建立研究生聯(lián)合培養(yǎng)基地。
總經(jīng)理沈顯華， 2015年被評為“中國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展先鋒人物”;2016年被評為“蕪湖縣返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)之星”;成為蕪湖市新型職業(yè)農民和省級新型農業(yè)經(jīng)營帶頭人;2017年榮獲 “安徽省勞動模范”光榮稱號;2018年4月被中國生物質能源行業(yè)被評為“十大領軍人物”，2018年12月被中國生產(chǎn)力學會評為“中國新能源產(chǎn)業(yè)優(yōu)秀創(chuàng)新企業(yè)家”，2020年被蕪湖市宣傳部文明辦評為“蕪湖好人”等。
聚焦人居環(huán)境 實現(xiàn)綠色高效發(fā)展
公司眾多的榮譽來之不易，從創(chuàng)建之初發(fā)展到今天取得的成就，總經(jīng)理沈顯華傾注了全部的心血。曾有過從事生物質燃料銷售及鍋爐改造的經(jīng)歷，他選擇在農作物秸稈綜合利用創(chuàng)業(yè)時，就確立了生物質燃料的方向。
在采訪中，總經(jīng)理沈顯華先生介紹到：我國可轉化為能源的農作物秸稈資源量約為3億噸，利用生物質燃料的制備方法，按未來5年計劃將在全國推廣廣泛應用，預計約2億噸規(guī)模，能節(jié)約標準煤消耗約1.5億噸，減少二氧化硫排放量約9100萬噸，減少二氧化碳排放約9300萬噸，產(chǎn)生農業(yè)生態(tài)肥料原料約3000萬噸，對改善城鄉(xiāng)環(huán)境，提高環(huán)境資源利用效率具有重要影響。還能有效帶動生物質固化產(chǎn)業(yè)發(fā)展，不僅能創(chuàng)造大量社會就業(yè)崗位，還能為農民帶來穩(wěn)定、可靠的經(jīng)濟收入來源，及改善和保護了農村生態(tài)環(huán)境，對我國“三農”發(fā)展，美麗鄉(xiāng)村建設及環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會具有積極的現(xiàn)實意義。
下一步，聚焰公司將通過與村股份經(jīng)濟合作社合作，共同投資“秸稈+糞污”項目生產(chǎn)生物有機肥，擬投資2000萬元，年產(chǎn)2萬噸。項目以生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展為導向，緊緊圍繞鄉(xiāng)村振興、脫貧攻堅、農村人居環(huán)境整治、農業(yè)面源污染治理、村莊清潔行動、高標準農田建設與產(chǎn)能提升、人、畜糞污無害化處理及資源化利用、廁所革命、餐廚垃圾資源化利用、高效生態(tài)水產(chǎn)養(yǎng)殖等國家重大發(fā)展戰(zhàn)略。做到經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益并重，改善農村人居環(huán)境、推動農業(yè)綠色高質高效發(fā)展、促進村級集體經(jīng)濟發(fā)展，讓農業(yè)成為人們向往的產(chǎn)業(yè)、讓農村成為引人入勝的天地、讓農民成為羨慕的職業(yè)，為助力鄉(xiāng)村振興貢獻力量。
(編者按)目前我國化石能源大多依賴進口，成本較高，對環(huán)境污染較為嚴重，生物質能源可再生性、永續(xù)性、多樣性、對環(huán)境友好性和對人類的親和性等重要特點而倍受人們青睞，契合美麗中國建設。作為中國生物質能行業(yè)最具創(chuàng)新力企業(yè)之一，蕪湖聚焰生物質能源科技有限公司在“安徽省勞動模范”沈顯華總經(jīng)理的領導下，踐行社會責任，助力中國能源結構升級、助力鄉(xiāng)村振興、助力美麗中國建設。為我國在2030年實現(xiàn)碳達峰、2060年實現(xiàn)碳中和的目標中做出貢獻。(文/賈妍、沈顯華)
