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    目前，成型燃料是高效、潔凈化利用秸稈資源的有效途徑之一。傳統(tǒng)制取成型燃料多采用單一原料為主，對(duì)于以混合原料制取成型燃料的研究，局限于在生物質(zhì)原料中引入城市污水污泥或在型煤中引入生物質(zhì)原料。本試驗(yàn)結(jié)合大慶地區(qū)的資源優(yōu)勢(shì)，在原料中添加大慶油田廢棄油泥，即石油在勘探、開(kāi)采、運(yùn)輸、存儲(chǔ)和煉制過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄資源。隨著石油進(jìn)一步開(kāi)采，大慶油田油泥產(chǎn)量累計(jì)達(dá)1 .43 xl05 m3，且逐年升高，目前尚不能有效解決油泥處理的難題。鑒于此，本試驗(yàn)采用油泥與玉米秸稈混合制取成型燃料，資源化利用大慶當(dāng)?shù)貎煞N廢棄原料。

    本研究選擇大慶地區(qū)典型的玉米秸稈作為試驗(yàn)主要原料和大慶油田廢棄油泥作為試驗(yàn)輔助原料，考察不同油泥添加比例、混合原料含水率、成型壓力條件下，成型燃料的發(fā)熱量、松弛密度、抗變形性、抗跌碎性等指標(biāo)，得出成型燃料性能良好的工藝參數(shù)。本研究可為確定以混合原料制取成型燃料的工藝參數(shù)提供理論依據(jù)，同時(shí)為油泥的資源化利用提供新思路。

    1材料與方法

    1.1試驗(yàn)原料與儀器設(shè)備

    本研究選擇玉米秸稈和油泥作為試驗(yàn)原料。主要儀器設(shè)備有YJ-1000型液壓成型機(jī)、自制壓縮裝置（圖1）、SG40型粉碎機(jī)、5E-AC8018型等溫式全自動(dòng)量熱儀、MB25型水分分析儀、LD610-2型電子天平、游標(biāo)卡尺等。

    1.2試驗(yàn)方法

    1.2.1試驗(yàn)過(guò)程

    將收獲的玉米秸稈自然風(fēng)干后進(jìn)行粉碎處理，粉碎粒徑為3～5 mm，同時(shí)利用水浴方式對(duì)高粘度油泥進(jìn)行降粘處理，水浴溫度為60～70 cC。按試驗(yàn)設(shè)計(jì)比例稱(chēng)量?jī)煞N原料，并充分?jǐn)嚢枋蛊渚鶆蚧旌�，在混合過(guò)程中添加1%的氫氧化鈣（起固硫作用），然后對(duì)混合原料配水，制備成不同含水率的混合原料，再利用液壓成型機(jī)將混合原料壓縮成型。

    1.2.2成型燃料制備工藝過(guò)程

    按照試驗(yàn)要求，取50 g混合原料添加到自制壓縮裝置中，利用液壓成型機(jī)升降系統(tǒng)使自制壓縮裝置外套筒向上運(yùn)動(dòng)開(kāi)始加壓，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)停止加壓，保壓1 min后，減壓卸載得到中90 mm圓柱形成型塊。

    1.2.3影響因素與性能指標(biāo)的測(cè)試方法

    本試驗(yàn)依據(jù)所選原料特性，選擇松弛密度、抗跌碎性、抗變形性、發(fā)熱量作為成型燃料性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。本文中未涉及的物理性能評(píng)價(jià)指標(biāo)將在進(jìn)一步研究中體現(xiàn)。

    (1)松弛密度

    松弛密度是衡量成型燃料物理性能的一個(gè)重要指標(biāo)。按照試驗(yàn)條件制取的成型燃料在出膜后，靜止3d，利用電子天平和游標(biāo)卡尺測(cè)量成型燃料的質(zhì)量、直徑以及厚度。松弛密度計(jì)算公式為

    式中：p為松弛密度，g/c m3；m為成型燃料放置3d后的質(zhì)量，g;d為成型燃料放置3d后的直徑，cm;ι為成型燃料放置3d后的厚度，cm:

    (2)抗變形性

    抗變形性主要反映成型燃料在承受一定的外界壓力作用下抗破裂的能力，對(duì)成型燃料的使用及儲(chǔ)存要求起到一定的決定作用。

    測(cè)量方法：將成型燃料置于電子式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上，測(cè)定成型燃料連續(xù)加載受壓情況下變形破裂的最大壓力和成型燃料連續(xù)加載受壓直到30kN時(shí)的變形位移。

    (3)抗跌碎性

    抗跌碎性主要反映成型燃料在承受一定跌落作用時(shí)抵抗破碎的能力,參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15459-2006《煤的落下強(qiáng)度測(cè)定方法》和MT/T925-2004《工業(yè)型煤落下強(qiáng)度測(cè)定方法》。測(cè)定方法：將制取的成型燃料稱(chēng)重，使其從2m高處自由下落到15 mm厚的鋼板上，重復(fù)3次，稱(chēng)量跌落后保持完整的成型燃料質(zhì)量，計(jì)算公式為

    式中：S為抗跌碎性，%,mι為跌落試驗(yàn)前成型燃料的質(zhì)量，g;m2為跌落試驗(yàn)后成型燃料的質(zhì)量，g。

    (4)混合原料含水率

    原料含水率是影響壓縮成型質(zhì)量一個(gè)重要的因素，含水率過(guò)高或過(guò)低均使成型燃料性能下降，因此，結(jié)合油泥含水率高的特點(diǎn)，測(cè)量不同油泥添加比例條件下的混合原料含水率。測(cè)量方法：調(diào)節(jié)水分分析儀，設(shè)置加熱溫度為105 0C，加熱時(shí)間為自動(dòng)Auto模式，對(duì)樣品盤(pán)去皮，取3g混合原料均勻分散地置于樣品盤(pán)中，關(guān)閉加熱罩，按測(cè)試鍵開(kāi)始測(cè)試，測(cè)試結(jié)束后，記錄顯示屏顯示結(jié)果。

    (5)成型燃料發(fā)熱量

    成型燃料的發(fā)熱量是評(píng)價(jià)成型燃料燃燒特性的指標(biāo)之一。本試驗(yàn)原料玉米秸稈與油泥的發(fā)熱量分別為17.252 MJ/kg和41.868 MJ/kg，由于油泥的發(fā)熱量遠(yuǎn)高于玉米秸稈，因此，需要依據(jù)GB/T30727-2014《固體生物質(zhì)燃料發(fā)熱量測(cè)定方法》，測(cè)定含不同比例油泥的混合成型燃料的彈筒發(fā)熱量。

    2結(jié)果與分析

    2.1油泥添加比例對(duì)混合原料含水率和成型燃料性能的影響

    通過(guò)含水率測(cè)定試驗(yàn)表明，經(jīng)過(guò)晾曬處理的玉米秸稈含水率為8%左右，油泥自身含水率為20%左右，加入油泥后，混合原料含水率有所變化，結(jié)果見(jiàn)圖2。

    由圖2可以看出，隨著油泥添加比例的增加，混合原料含水率略微下降，但含水率浮動(dòng)范圍在1%,分析原因?yàn)椴捎盟�浴方式�?duì)油泥降粘處理時(shí)，油泥自身水分被蒸發(fā)掉，因此，油泥自身含水率對(duì)混合原料含水率的影響很小。

在溫度為25℃，成型壓力為30 MPa，混合原料含水率為14%左右時(shí)，考察油泥添加比例分別為樣品總質(zhì)量的0%．5%．10%，15%，20%．25%條件下成型燃料的性能特點(diǎn)，結(jié)果見(jiàn)圖3。

    從圖3中可以看出，隨著油泥添加比例的增加，成型燃料的發(fā)熱量提高，當(dāng)油泥比例大于15%時(shí)，發(fā)熱量增大的趨勢(shì)有所減緩；成型燃料的松弛密度不斷提高，當(dāng)油泥比例大于10%時(shí)，松弛密度增大的趨勢(shì)明顯減緩，分析原因?yàn)橛湍嘧陨砻芏容^高，根據(jù)松弛密度計(jì)算公式，提高油泥比 例，成型燃料厚度相對(duì)減小，因而松弛密度逐漸升 高，當(dāng)油泥比例大于10%時(shí)，成型燃料厚度減小 幅度相對(duì)降低，因此松弛密度增大的趨勢(shì)減緩：成 型燃料的抗跌碎性下降，當(dāng)油泥比例大于10%時(shí)，

    抗跌碎性低于90%;連續(xù)加載受壓情況下成型燃料變形破裂的峰值壓力逐漸下降，變形位移整體也呈下降趨勢(shì)，當(dāng)油泥添加比例大于10%時(shí)，峰值壓力迅速下降。因此，綜合考慮油泥添加比例對(duì)成型燃料發(fā)熱量、松弛密度、抗跌碎性、抗變形性的影響，選取油泥添加比例5%~10%較為適宜。

    2.2混合原料含水率對(duì)成型燃料物理性能的影響

    在溫度為25 0C，成型壓力為30 MPa，油泥添加比例為樣品總質(zhì)量的10%時(shí)，考察混合原料含水率分別為10070，12%，14%，16%，18%條件下成型燃料的物理性能特點(diǎn)，結(jié)果見(jiàn)圖4。

    從圖4可以看出，隨著混合原料含水率的提高，成型燃料的松弛密度和抗跌碎性均不斷減小，當(dāng)混合原料含水率高于14%時(shí)，成型燃料的抗跌碎性急劇下降；峰值壓力略微下降，當(dāng)混合原料含水率大于12%時(shí)，變形位移先增大后減小。因此， 混合原料含水率對(duì)成型燃料的峰值壓力影響較小，考慮變形位移越小成型燃料力學(xué)特性越好，確定混合原料含水率為10%~12%,，此時(shí)成型燃料抗變形性較好。

    2.3成型壓力對(duì)成型燃料物理性能的影響在溫度為25 ℃，混合原料含水率為14%左右，油泥添加比例為樣品總質(zhì)量的10%時(shí)，考察成型壓力為15，20，25，30，35 MPa時(shí)成型燃料物 理性能特點(diǎn)，結(jié)果見(jiàn)圖5。

    從圖5可以看出，成型燃料的松弛密度和抗跌碎性均隨著成型壓力的增加而提高，當(dāng)成型壓力大于25 MPa時(shí)，抗跌碎性的變化趨于平緩；隨著成型壓力的增大，成型燃料的峰值壓力升高，當(dāng)成型壓力大于30 MPa時(shí)，峰值壓力變化趨于平

緩：而成型燃料的變形位移未呈現(xiàn)出規(guī)律性，需進(jìn)一步研究。綜合考慮成型壓力對(duì)松弛密度、抗跌碎性、抗變形性的影響，選取成型壓力為25～30 MPa時(shí)，成型燃料物理品質(zhì)較好。

    3結(jié)論

    本文在成型原料玉米秸稈中引入油泥，研究油泥添加比例、混合原料含水率、成型壓力對(duì)成型燃料發(fā)熱量、松弛密度、抗跌碎性、抗變形性的影響，結(jié)果表明：混合原料含水率受油泥添加比例的影響較�。寒�(dāng)油泥添加比例為樣品總質(zhì)量的5%~10%時(shí)，成型燃料的物理性能良好；混合原料含水率為10%~12%時(shí)，成型燃料的物理性能較優(yōu)；成型壓力為25~30 MPa時(shí)，成型燃料的物理性能較好。

4摘要：

   為解決大慶當(dāng)?shù)氐湫蛷U棄資源利用的問(wèn)題，選擇大慶地區(qū)豐富的玉米秸稈作為試驗(yàn)主要原料和大慶油田廢棄油泥作為試驗(yàn)輔助原料，以油泥添加比例、混合原料含水率、成型壓力作為影響因子，以成型燃料的發(fā)熱量、松弛密度、抗跌碎性、抗變形性作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，優(yōu)化混合成型燃料的工藝參數(shù)。結(jié)果表明，混合原料含水率受油泥添加比例的影響很小，當(dāng)工藝參數(shù)分別為油泥添加比例5%～lO%，混合原料含水率10%~12%．成型壓力25~30 MPa時(shí)，成型燃料的物理品質(zhì)特性良好。該研究可為確定混合成型燃料的工藝參數(shù)提供理論依據(jù)，同時(shí)可為油泥的資源化利用尋求新方向。