含水率和压缩频率对秸秆开式压缩能耗的影响

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1、第27卷增刊1农业工程学报Vol.27Supp.13182011年5月TransactionsoftheCSAEMay.2011含水率和压缩频率对秸秆开式压缩能耗的影响※廖娜，韩鲁佳，黄光群，陈龙健，贺城（中国农业大学工学院，北京100083）摘要：为了减少生物质秸秆压缩能耗，优化压缩工艺，以小麦秸秆（品种：农大211），玉米秸秆（品种：农大108）为研究对象，模拟生物质秸秆压缩成型实际工况，利用INSTRON3367材料试验机和自制压缩筒组件进行了“开式”压缩试验，研究了含水率分别为15%、35%和55%的

2、小麦秸秆以及25%、45%和65%的玉米秸秆在3个不同压缩频率0.5、0.75和1次/min下的成型压缩比能耗。结果表明：小麦秸秆在含水率55%和压缩频率0.5次/min时压缩比能耗最小；玉米秸秆在含水率65%和压缩频率为0.5次/min时压缩比能耗最小。统计结果表明，秸秆压缩比能耗随着含水率的增高和压缩频率的降低而减少；含水率和压缩频率对压缩比能耗影响均显著。关键词：秸秆，压缩，水分，比能耗doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2011.z1.062中图分类号：S216.2文献标志码：A

3、文章编号：1002-6819(2011)-Supp.1-0318-05廖娜，韩鲁佳，黄光群，等.含水率和压缩频率对秸秆开式压缩能耗的影响[J].农业工程学报，2011，27(增刊1)：318－322.LiaoNa,HanLujia,HuangGuangqun,etal.Effectsofmoisturecontentandcompressionfrequencyonstrawopencompressionenergyconsumption[J].TransactionsoftheCSAE,2011,27(Su

4、pp.1):318－322.(inChinesewithEnglishabstract)中国主要以“闭式”秸杆压缩为主，各种工艺参数0引言[17]设计不合理导致压缩能耗较高、产品质量低等问题。近年来，一方面随着能源的日益缺乏，秸秆直燃发因此，本文以小麦秸秆和玉米秸秆为研究对象，压缩比电逐渐成为生物质能的一种有效利用方式；另一方面，能耗为评价指标，设计“开式”压缩系统进行秸秆压随着秸秆畜牧业的规模化发展，草捆青贮也逐渐成为一缩试验，研究不同含水率和不同压缩频率对秸秆压缩性种高效青贮技术。但秸秆分布分散和结构疏

5、松等特点导能的影响，为秸秆压缩设备的改进和压缩工艺提供理论致运输和储存过程中存在运输体积大、储存密度低及贮指导。藏费用高等问题，限制了其大规模利用的经济性和可行1材料与方法性。秸秆压缩成型是解决这一问题的重要途径。秸秆压缩方式分为“闭式”压缩和“开式”压缩，无论哪种压1.1试验材料及其理化指标测定分析缩方式，压缩比能耗均是衡量秸秆压缩性能的重要指标，收集中国农业大学上庄实验站小麦秸秆（品种：农直接关系到秸秆生物质能的利用效率。目前，国内外秸大211）和玉米秸秆（品种：农大108）后作去叶和去毛秆压缩比能耗研究

6、主要集中在秸秆颗粒压缩成型方面，根处理，并测定株高和秆径。小麦秸秆和玉米秸秆各取[4][5-7][8-9]Faborode、Mani和Adapa等的研究表明：秸秆尺100g左右机械切短至30～40mm长，风干至含水率[18]寸、含水率和保压时间等对比能耗有显著影响；针对比10%～15%。含水率的测定采用烘干法。[10][11][12-13]能耗的影响因素，Kaliyan、Show和胡建军等进1.2仪器设备一步研究了既能保证生产能力和产品质量，又能保持较试验器材主要有银河牌电热鼓风干燥箱（中国重低比能耗的最佳压

7、缩工艺参数。近年来，关于秸秆压缩庆银河试验仪器有限公司），AdventurerAB204-E分析天[14][15]打捆研究也有了相关报道，VanPelt、杜建明和李倩平（奥豪斯国际贸易有限公司），INSTRON3367材料试[16]等研究发现，压缩比能耗主要与秸秆喂入量、含水率验仪（美国INSTRON公司）。和压缩频率等相关。1.3试验样品的制备将风干后的秸秆，机械切短至30～40mm长，每种收稿日期：2010-11-12修订日期：2011-01-03原料各取（500±5）g，通过计算每次加水量，对小麦秸基金

8、项目：“十一五”国家科技支撑计划资助项目（2006BAD11A11）；国家秆进行覆水试验使其含水率分别控制在（15±1.0）%、高技术研究发展计划（“863”计划）（2009AA043603）作者简介：廖娜（1982－），女，湖北汉川人，博士研究生，主要从事生（35±2.0）%和（55±4.0）%，对玉米秸秆进行浸泡后物质资源与利用研究。中国农业大学工学院，100083。农业工程学会会员：风干至所需