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生物質顆粒燃料成型原理和工藝流程

發布日期:2022-1-10
  生物質顆粒燃料是采用木屑、秸稈、稻殼、玉米芯、樹枝、麥桿、稻草等農林廢棄物為原材料,經過粉碎、烘干、混合、擠壓等工藝,制成的一種顆粒狀可直接燃燒的新型潔凈燃料。一般農作物秸稈、木屑、稻殼等都具有疏松、密度小、單位體積熱值低等缺點,作為燃料使用很不方便。生物質顆粒燃料不僅能有效地解決這一問題,而且能有效地改變木屑、秸稈、稻殼等農林廢棄物的燃燒特性,實現快速、潔凈燃燒 。生物質顆粒燃料成型技術是通過粉碎、干燥、機械加壓等過程,將松散細碎的秸稈、木屑、稻殼等壓成 結構緊密的顆粒狀燃料,其能量密度較加工前要大十倍左右。這種生物質顆粒燃料便于貯運,燃燒后排放的煙灰遠低于煤炭,是一種適合于導熱油爐使 用 的綠色 可再生能源 。近年來隨著對 大氣環境保護力度的加 強 ,綠色可再生能源的綜合開發也越 來越 受 到重視 ,以生物質顆粒為燃料的導熱油爐得到了開發與應 用,從而能使之更 好地為工 農 業生產服務,達到 改善環境 、緩解能源危機的目的 。
  生物質顆粒燃料成 型原理和工藝 流程
  木屑、秸稈、稻殼等原料內的纖維素生物質細胞中含有纖維素、半纖維素和木質素,這些成分占植物體的2/3以上。由于植物生理方面的原因,生物質原料的結構通常比較疏 松 ,密度 比較小 。這些質地松散的生物質原料在受到一定的外部壓力后 ,原料 顆粒先后經歷位置關系 重新排列、顆料機械變形和塑性流變等階段.體積大幅度減小,密度顯著增大。在水分存在時,用較小的作用力即可使纖維素形成一定的形狀;當含水率在10%左右時,需施加較大的壓力才能 使其成型,但成 型后結構牢固。由于非彈性或 黏 彈性 的纖維分子之間相互纏繞和絞合,在去除外部壓力后,一般不能再恢復原來的結構形 狀 。
  對于木質素等黏彈性組分含量較高的原料,如果成型溫度達到木質素的軟化點,則木質素會發生塑性變形,從而將原料纖維緊密地黏結在一起,并維持既定的形狀。成型燃料塊經降溫冷卻后,強度增大,即可得到燃燒性 能類似于木材的生物質成型燃燒塊 。對于木質素含量較低的原料,在壓縮成型過程中,加入少量的諸如黏土、淀粉 、廢紙漿等無機黏結劑、有機黏結劑和纖維類黏結劑.也可以使壓縮后的成型塊維持致 密 的結構 和既 定的形狀。因為這些黏結劑加入后 。生物 質顆粒表面會形成一層吸附層,使顆粒之間產生引力(即 范德 華力),同時在較小外力作用下顆粒之間也可產生靜電引力 .致使生物質顆粒之間形成連鎖結構。生物質顆粒燃料成型生產的工藝流程如圖1所示。
生物質顆粒燃料成型原理和工藝流程
圖1 生物質顆粒燃料成型生產的工藝流程
  生物質顆料燃料成型生產中加入添加劑有 兩個目的。一是增加壓塊的熱值。例如加入10%~20%的煤粉或炭粉IlJ,就可以達到增加熱值的目的。但加入添加劑時一定要注意均勻度,防止因相對密度不同造成不均勻聚結。二是增加黏結力,減少動力輸入。這就要求生物質顆粒要小,便于黏結 劑均勻接觸。一般都是預壓前在輸送過程中加入黏結劑 ,便于攪拌均勻。
  為了使生物質顆粒燃料在運輸 、儲存 和使用時不致破損、裂開.并具有良好的燃燒性能,理想的黏結劑必須 能夠保 證生物質顆粒燃料具有足夠的強度和抗潮解性 ,而且在燃燒時不產生煙塵和異味 ,最好黏結 劑本身也可以燃燒 。常用的黏結劑可分為無機黏結劑、有機黏結劑和纖維類黏結劑三類。其中無機黏結劑有水 泥 、黏 土和水玻璃等 ,雖然具有一定的黏結能力 ,但這類黏 結劑會增加燃料的灰分含量,降低燃 料 的熱值 .而且在生物質顆粒燃燒 時會使之產生開裂現象,使用效果較差。有機 黏結劑有焦油、瀝青、樹脂和淀粉等 .也具有較 強的 黏結能力。淀粉黏結劑使用量一般為4%左右 ,雖然在燃燒時不產生煙氣,但其抗潮解能力較差。以焦油、瀝青和糖漿廢料作為黏結劑使用時,用量大約為30%,這類黏結劑的抗潮解能力較強.但在燃燒時會產生一定的煙氣和異味。纖維類黏結劑有廢紙漿和水解木纖維等工業廢棄物,不僅價格低廉 .而且具有較好的黏結能力。使用纖維類黏結劑生產的生物質顆粒燃料可以采用自然干燥 ,不必進行人工干燥。
 
 

 

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