一、生物質(zhì)燃料壓縮成型原理
植物細(xì)胞中的木素在適當(dāng)溫度下(130℃~200℃)會(huì)軟化,此時(shí)加以一定的壓力可使其與相鄰顆粒膠接,冷卻后即可壓縮成型。生物質(zhì)壓縮成型燃料就是利用生物質(zhì)的這種特性,用壓縮成型機(jī)械(比如
秸稈壓塊機(jī)、
木屑顆粒機(jī)等)將松散的生物質(zhì)廢料在高壓條件下,靠機(jī)械與生物質(zhì)廢料之間及其生物質(zhì)廢料相互之間磨擦產(chǎn)生的熱量或外部加熱,使木素軟化,經(jīng)擠壓成型而得到具有一定形狀和規(guī)格的新型燃料。


二、生物質(zhì)燃料壓縮成型的影響因素
影響生物質(zhì)壓縮成型的主要因素有:原料種類、含水率、粒度、成型壓力、壓縮成型模具的形狀尺寸及加熱溫度等。這些影響因素在不同壓縮條件方式下表現(xiàn)形式也不盡相同。
(1)原料的種類
不同種類的原料,其壓縮成型特性有很大差異。如木材廢料一般難壓縮;而纖維狀植物秸稈和樹(shù)皮等容易壓縮。在不加熱條件下進(jìn)行壓縮成型時(shí),較難壓縮的原料就不易成型,容易壓縮的原料則較易成型。但是在加熱的條件下進(jìn)行壓縮成型時(shí),象木材廢料等雖然難于壓縮,但其本身的木素含量高,在高溫條件下成型反而容易。而植物秸稈和樹(shù)皮等,原料的粘結(jié)能力弱,因此不易成型。

(2)原料的粒度
一般來(lái)說(shuō),粒度小的原料容易壓縮,粒度大的原料較難壓縮。原料的粒度同樣影響成型機(jī)效率及成型物的質(zhì)量。例如原料粒度較大時(shí),顆粒機(jī)將不能有效的工作,能耗大,產(chǎn)量小;原料粒度不均勻時(shí),成型物表面將產(chǎn)生裂紋,密度、強(qiáng)度降低。
(3)原料的含水率
當(dāng)原料含水率過(guò)高時(shí),加熱過(guò)程中產(chǎn)生的蒸汽不能從成型燃料中心孔排出,輕者會(huì)造成燃料開(kāi)裂,表面非常粗糙,重者產(chǎn)生爆鳴;當(dāng)原料含水率太低時(shí),成型困難。一般來(lái)說(shuō),對(duì)于顆粒成型燃料,要求原料的含水率在15%~25%左右;對(duì)于棒狀成型燃料,要求原料的含水率不大于10%左右。
(4)成型壓力與模具尺寸
成型壓力是生物質(zhì)原料壓縮成型最基本的條件。只有施加足夠的壓力,原料才能被壓縮成型,但成型壓力與模具的形狀尺寸有密切關(guān)系。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)生物質(zhì)成型顆粒機(jī)都采取擠壓成型方式,即原料從成型模具的一端連續(xù)壓入,又從另一端連續(xù)擠出(出料端直徑小于進(jìn)料端直徑),這時(shí)原料擠壓所需要的成型壓力與容器內(nèi)壁面磨擦力相平衡,而摩擦力的大小與模具的形狀尺寸有直接關(guān)系。
(5)加熱溫度
通過(guò)加熱,一方面可使原料中含有的木素軟化,起到粘結(jié)劑的作用;另一方面還可以使原料本身變軟,變得容易壓縮。對(duì)于一般的燃料成型機(jī)來(lái)說(shuō),加熱溫度一般調(diào)整在150℃~300℃之間為宜。溫度過(guò)低,不但原料不能成型,而且功耗增加;溫度增高,電機(jī)功耗減小,導(dǎo)致成型壓力減小,成型物擠壓不實(shí),密度變小,容易斷裂破損,成型燃料表面過(guò)熱燒焦,煙氣較大。