稻壳综合利用

2010-08-15陈太林秦永昊林振荣

河南建材 2010年2期

章云，陈太林，秦永昊，林振荣, 杨静

1徐州空军学院机场工程系（221000）2空军装备部训练基地（95997部队）

稻壳作为谷物加工的主要副产品之一,是一种量大面广价廉的可再生资源。稻壳表面坚硬，硅含量高，不易被细菌分解，且堆积密度小，废弃破坏环境，成为米业企业的包袱，稻壳的开发利用意义重大。稻壳的主要组成是纤维素类、木质素类和硅类，品种及产地的不同，其组成有所差别，大致组成为：粗纤维 35.5%～45%（缩聚戊糖 16%～22%）、木质素21%～26%、灰分 11.4%～22%、二氧化硅 10%～21%。

1 稻壳能源

稻壳燃烧热值约为12 600 kJ/kg～16 800 kJ/kg,相当于煤的1/2、柴油的1/3,和常规能源相比稻壳是一种廉价燃料。利用稻壳发电能够节约能源，得到低廉价格的电能供应，将稻壳这一米类企业包袱转变成能源。我国稻壳发电技术主要是燃烧和气化两种[1]：气化技术是将稻壳送入气化炉，炉内部分原料与氧气燃烧为热分解提供热量,大部分原料缺氧热分解析出挥发份，挥发份再使焦油裂解为气体，气体进一步被还原，最后混合气体进入燃气净化装置，经过除焦净化后送到气体内燃机进行发电。燃烧技术是利用稻壳为燃料，在经过改造的锅炉内,将稻壳充分燃烧并有足够的燃烧强度以产生高压蒸汽，驱动汽轮发电机组发电。目前的主要研究集中于稻壳气化发电技术,该技术路线在产稻区应用较为广泛。

2 稻壳板

稻壳板[2]是以稻壳为原料，采用合成树脂作为胶粘剂,经混合热压形成的一种板材。1951年，英国曾用粉状热固性酚醛树脂松脂与稻壳混合制成了稻壳板，但由于板材性能差、成本高，而未能引起人们的重视，直到20世纪60年代末70年代初，加拿大、美国、日本、英国、德国、印度、泰国等国相继着手开发研制，稻壳板才逐渐推广开来。我国于20世纪80年代初开始研究稻壳板，江西省建材科学研究设计院于1982年完成研制并通过鉴定，投入生产。稻壳板制造工艺简单、设备投资少、成本低廉，经济效益好。稻壳纤维虽然较短，但坚韧耐腐、抗虫蚀、导热性低、弹性强、耐压磨。用稻壳加工的稻壳板可制成包装箱、家具等。

3 稻壳水泥

利用稻壳燃烧产生的稻壳灰和石灰可生产稻壳水泥[3]，其主要原理是稻壳灰中硅与石灰在高温反应生成硅酸钙水合物。稻壳灰水泥制得砂浆和混凝土有很强抗酸侵蚀能力，这与其水化产物中Ca(OH)2减少有关。分别用稻壳灰水泥和硅酸盐水泥制成混凝土试件,浸泡在5%盐酸溶液中1 500小时，硅酸盐水泥试件有35%重量损失，而稻壳灰水泥试件重量损失仅为8%。另外，将稻壳灰—石灰水泥砂浆试件存放在1%醋酸溶液中长达五年仍保持完好，而同样条件下硅酸盐水泥砂浆试件表面松散，出现很大重量损失，因此稻壳灰胶凝材料可作为一种有效耐酸水泥。

4 稻壳混凝土

交通部公路科学研究所[4]研制出一种稻壳为骨料、107建筑胶为增强剂的稻壳水泥混凝土保温材料。这种混凝土的优点是原料来源丰富、价格便宜、施工方便、制品密度小、强度较高、保温性能好、抗腐蚀能力强；该制品不同于以往轻混凝土之处在于，其骨料不需要进行任何预处理，拌和好的混凝土也不需要加热烘烤或机械加压成型,它与用砂石作骨料的混凝土生产具有完全相同的施工工艺。这种混凝土可加入钢筋或铁丝网做成预制块,从而大大提高其整体强度，也可用水泥砂浆进行粘接和填缝。它是一种轻便宜的室内外轻混凝土保温材料。

谢琼等[5]对稻壳混凝土性能进行研究，随着稻壳掺量的增加，稻壳混凝土的表观密度逐渐降低，在稻壳掺量增加到13%时，稻壳混凝土的表观密度已经达到轻集料混凝土的范围；稻壳混凝土28 d抗压强度随着稻壳掺量的增加呈现3个变化阶段，稻壳掺量在0～6%之间时，稻壳混凝土的强度降低幅度较小，稻壳掺量在6%～13%之间时稻壳混凝土的强度降低幅度较大，稻壳掺量大于13%时，稻壳混凝土强度降低的幅度又变小;稻壳混凝土的抗压强度随着水灰比增大而降低，但其减小的幅度明显小于基准混凝土。