生物质颗粒燃料成型原理和工艺流程
发布日期：2022-1-10
生物质颗粒燃料是采用木屑、秸秆、稻壳、玉米芯、树枝、麦杆、稻草等农林废弃物为原材料，经过粉碎、烘干、混合、挤压等工艺，制成的一种颗粒状可直接燃烧的新型洁净燃料。一般农作物秸秆、木屑、稻壳等都具有疏松、密度小、单位体积热值低等缺点，作为燃料使用很不方便。生物质颗粒燃料不仅能有效地解决这一问题，而且能有效地改变木屑、秸秆、稻壳等农林废弃物的燃烧特性，实现快速、洁净燃烧 。生物质颗粒燃料成型技术是通过粉碎、干燥、机械加压等过程，将松散细碎的秸秆、木屑、稻壳等压成 结构紧密的颗粒状燃料，其能量密度较加工前要大十倍左右。这种生物质颗粒燃料便于贮运，燃烧后排放的烟灰远低于煤炭，是一种适合于导热油炉使 用 的绿色 可再生能源 。近年来随着对 大气环境保护力度的加 强 ，绿色可再生能源的综合开发也越 来越 受 到重视 ，以生物质颗粒为燃料的导热油炉得到了开发与应 用，从而能使之更 好地为工 农 业生产服务，达到 改善环境 、缓解能源危机的目的 。
生物质颗粒燃料成 型原理和工艺 流程
木屑、秸秆、稻壳等原料内的纤维素生物质细胞中含有纤维素、半纤维素和木质素，这些成分占植物体的2／3以上。由于植物生理方面的原因，生物质原料的结构通常比较疏 松 ，密度 比较小 。这些质地松散的生物质原料在受到一定的外部压力后 ，原料 颗粒先后经历位置关系 重新排列、颗料机械变形和塑性流变等阶段．体积大幅度减小，密度显著增大。在水分存在时，用较小的作用力即可使纤维素形成一定的形状；当含水率在10％左右时，需施加较大的压力才能 使其成型，但成 型后结构牢固。由于非弹性或 黏 弹性 的纤维分子之间相互缠绕和绞合，在去除外部压力后，一般不能再恢复原来的结构形 状 。
对于木质素等黏弹性组分含量较高的原料，如果成型温度达到木质素的软化点，则木质素会发生塑性变形，从而将原料纤维紧密地黏结在一起，并维持既定的形状。成型燃料块经降温冷却后，强度增大，即可得到燃烧性 能类似于木材的生物质成型燃烧块 。对于木质素含量较低的原料，在压缩成型过程中,加入少量的诸如黏土、淀粉 、废纸浆等无机黏结剂、有机黏结剂和纤维类黏结剂．也可以使压缩后的成型块维持致 密 的结构 和既 定的形状。因为这些黏结剂加入后 。生物 质颗粒表面会形成一层吸附层，使颗粒之间产生引力(即 范德 华力)，同时在较小外力作用下颗粒之间也可产生静电引力 ．致使生物质颗粒之间形成连锁结构。生物质颗粒燃料成型生产的工艺流程如图1所示。
图1 生物质颗粒燃料成型生产的工艺流程
生物质颗料燃料成型生产中加入添加剂有 两个目的。一是增加压块的热值。例如加入10％～20％的煤粉或炭粉IlJ，就可以达到增加热值的目的。但加入添加剂时一定要注意均匀度，防止因相对密度不同造成不均匀聚结。二是增加黏结力，减少动力输入。这就要求生物质颗粒要小，便于黏结 剂均匀接触。一般都是预压前在输送过程中加入黏结剂 ，便于搅拌均匀。
为了使生物质颗粒燃料在运输 、储存 和使用时不致破损、裂开．并具有良好的燃烧性能，理想的黏结剂必须 能够保 证生物质颗粒燃料具有足够的强度和抗潮解性 ，而且在燃烧时不产生烟尘和异味 ，最好黏结 剂本身也可以燃烧 。常用的黏结剂可分为无机黏结剂、有机黏结剂和纤维类黏结剂三类。其中无机黏结剂有水 泥 、黏 土和水玻璃等 ，虽然具有一定的黏结能力 ，但这类黏 结剂会增加燃料的灰分含量，降低燃 料 的热值 ．而且在生物质颗粒燃烧 时会使之产生开裂现象，使用效果较差。有机 黏结剂有焦油、沥青、树脂和淀粉等 ．也具有较 强的 黏结能力。淀粉黏结剂使用量一般为4％左右 ，虽然在燃烧时不产生烟气，但其抗潮解能力较差。以焦油、沥青和糖浆废料作为黏结剂使用时，用量大约为30％，这类黏结剂的抗潮解能力较强．但在燃烧时会产生一定的烟气和异味。纤维类黏结剂有废纸浆和水解木纤维等工业废弃物，不仅价格低廉 ．而且具有较好的黏结能力。使用纤维类黏结剂生产的生物质颗粒燃料可以采用自然干燥 ，不必进行人工干燥。
