由于生物質替代燃料具有無污染、可再生等顯著特點，因此日益受到各國的重視。目前，我國的生物質能利用是以傳統(tǒng)的直接燃燒方式為主，這種燃燒方式的熱效率僅為10%～20%，造成了極大的資源浪費。生物質顆粒燃料經(jīng)專用燃燒器（包括爐、灶等）燃燒后，其熱效率可達87%～89%。這是因為破碎后的秸稈顆粒大大地增加了它在燃燒中的表面積，使之能夠高效、充分地燃燒，從而獲得較高的熱效率，富通新能源生產(chǎn)銷售的秸稈顆粒機、木屑顆粒機專業(yè)壓制生物質成型顆粒燃料。
雖然物料破碎設備種類很多，但大多是針對脆性很強的物料（如工業(yè)礦石等）設計的，生物質中含有大量的纖維，因此需要專門針對生物質特點的破碎設備。目前，國內(nèi)外已經(jīng)有很多超細粉碎和精細粉碎的設備，這些設備如果用于大批量的生物質精細破碎，則生產(chǎn)成本高而且生產(chǎn)效率低：而專門針對生物質物料的破碎機械的產(chǎn)物粒徑都在10mm以上，屬于粗破碎的范圍，如實地作業(yè)的切碎滅茬還田機、青飼破碎機等。因此，必須研究出一套能使生物質達到極細粒度的破碎系統(tǒng)，以使生物質的能量利用率高、新生表面積大、燃燒效率高，而且該系統(tǒng)要具有一定的經(jīng)濟適用性。
1、用于粉體破碎的主要設備
1.1破碎系統(tǒng)新工藝概述
本文主要介紹了一套用于生產(chǎn)極細生物質粉體的破碎系統(tǒng)，物料自喂料口加入后在一個封閉的系統(tǒng)中自行流轉，直到細粉體排出，中間過程無須人工操作，得到的生物質粉體平均粒徑可達到120目，即粒度在0.105—0.149mm。
本套系統(tǒng)主要由進料工作臺、粗破碎機、精破碎機、旋風除塵器、粉體收集料斗、極細粉體收集布袋、風機等組成。
1.2粗破碎機
(1)工作原理
本系統(tǒng)中的粗破碎機也稱為臥式破碎機、一級破碎機。運行時，工作臺上的原料借助手動推力和破碎室內(nèi)刀片高速旋轉形成的負壓以及系統(tǒng)尾部風機的聯(lián)合作用進入破碎室。物料在破碎室中經(jīng)刀片高速剪切磨削，以及物料之間的碰撞摩擦而逐漸被破碎為小顆粒及短纖維絲，較小較輕的物料脫離高速圓周運動的軌道進入出料口．而較大較重的物料則繼續(xù)留在破碎室內(nèi)被破碎。
(2)粗破碎機結構
粗破碎機主要由進料口、圓形中空破碎室、出料口組成。破碎室底面直徑為1000 mm，高為600 mm．電動機轉速為2 960 r/min．采用皮帶傳動，以減少對軸的損害，皮帶盤傳動比為1:1。根據(jù)轉速和生產(chǎn)量選用15kW電動機，完全可以滿足一般生物質破碎的需要。在破碎室尾部上端的圓管出口處有一個篩網(wǎng)，防止粗破碎時狹長且輕細的纖維絲從出口處進入細破碎機中。
在整個粗破碎機中，刀片的設計是至關重要的，它的具體特點如下。
①通常薄刀片可顯著提高生產(chǎn)率和降低功率消耗，因此在不影響其使用壽命的前提下，我們采用較薄的刀片，本破碎機中刀片厚度為4mm。
②刀片越多，物料被破碎的機會也越大，但刀片過多，也會增加破碎機的空載功率，因此在保證生產(chǎn)率的情況下，應盡量減少刀片數(shù)量。本破碎機
③破碎機中刀片的排列形式很重要，刀片應均勻分布在破碎室的寬度上，并要保證軸的動平衡和靜平衡及物料能均勻地分布在破碎室內(nèi)。本破碎機的刀片交錯平衡排列，相鄰兩組為垂直布置，平衡性比較好，刀片在破碎室的寬度上分布也比較均勻。
④本系統(tǒng)中物料為秸稈，質地較堅硬，使得刀片所受的沖擊載荷對鎖刀片的銷和軸有一定的影響，因此本破碎機中的刀片沒有設計為固定式，刀片與鎖、銷之間是一種松動的聯(lián)接形式。
(3)粗破碎產(chǎn)物分析
粗破碎產(chǎn)物中除了細、中、大顆粒物之外，還含有纖維絲，纖維絲為物料的表皮。以秸稈為例，其纖維絲平均長40mm。表1是秸稈破碎產(chǎn)物平均直徑分布表（各粒度分布選用質量百分比）。
1.3精破碎機
本套系統(tǒng)中的精破碎機也可稱為二級破碎機、立式破碎機，用于對粗破碎產(chǎn)物進行細破碎。精破碎機配置4臺相同電機，額定功率均為15 kW，額定電流為28.9 A，轉速為2 890r/min。動力傳輸采用皮帶傳動的方式，皮帶盤傳動比為1:1。
(l)工作原理
精破碎機主要由進料管、破碎室、出料管及動力傳動裝置組成。工作時，粗破碎產(chǎn)物因破碎室內(nèi)的負壓迅速由各組刀片附近的人口進入精破碎機。進入精破碎系統(tǒng)的物料的平均粒度小于5mm，在精破碎機中物料主要是借助電機的高速旋轉實現(xiàn)與刀片間的研磨以及物料間的互磨以達到更細的粒度。經(jīng)研磨與互磨后，粒度小的物料會浮在上層，隨后被風機從破碎室上端的出口抽到旋風除塵器中，而相對大的顆粒由于重力的原因則留在下層繼續(xù)被破碎。
(2)精破碎機結構
由于粉體較輕易漂浮，因此將進料口設計在精破碎機底部，出料口在頂部。另外，切向喂入能使物料直接進入刀片最大線速度區(qū)域，它比軸向喂人的生產(chǎn)效率要高10%-20%．因此精破碎機上的4個進料口分別布置在4組刀片的切線方向上。
(3)精破碎產(chǎn)物分析
經(jīng)精破碎機破碎后的秸稈顆粒粒徑在60-200目，表2是秸稈精破碎產(chǎn)物粒度分布表（各粒度分布選用質量百分數(shù)）。
1.4旋風除塵器
從精破碎機出來的粉體進入旋風除塵器（進口位于其上端）后，小的顆粒從旋風除塵器上端另一側的出口進入尾端的布袋中，而大的顆粒則沉降到旋風除塵器的底部，進入與之連接的大料斗收集器中。
1.5風機
風機裝在整個系統(tǒng)的最尾端，風機形成的負壓使被破碎的細物料不斷涌向下一個裝置，直至到達布袋或大料斗收集器。風機不僅可以降低物料在破碎過程中的濕度和溫度，也可以降低各破碎室的溫度，有效防止系統(tǒng)中有可能出現(xiàn)的堵塞情況，并能防止粉塵外泄。因此風機在整個系統(tǒng)中起著至關重要的作用。
一般而言，風量過小，會使系統(tǒng)的產(chǎn)率降低，嚴重時會造成粉體堵塞系統(tǒng)；風量過大，收集到的粉體又不夠細。因此，應根據(jù)系統(tǒng)的需要選擇合適的風量。
2、運行結果分析
2.1系統(tǒng)運行中粗破碎機和精破碎機的電流情況
表3是開機1h內(nèi)精破碎機中4組刀片電流的變化情況。
本系統(tǒng)中粗破碎機和精破碎機所使用的電動機均為15 kW電機，額定電流為29.8 A。在運行過程中為了減少對電機的損耗，加料時要通過工作臺旁邊的電控柜嚴格控制加料速度，使電機電流控制在額定電流以內(nèi)。在試驗中，粗破碎機的電流二直穩(wěn)定在20～25 A，平均值為23 A;風機電流在3～5 A，平均值為4.5 A；精破碎機中4組刀片的電流有所波動。由表3可以看出，在25 min時．4組刀片電流均達到一個高峰，說明此時喂料過快；在45 min時，4組刀片電流基本都接近額定電流，此時應減慢加料速度。
2.2經(jīng)濟分析
本系統(tǒng)每小時耗電66.58 kWh．當?shù)仉妰r為0.70元/kWh，則每小時電費為46.61元。本套系統(tǒng)的產(chǎn)量為500 kgfh，則系統(tǒng)生產(chǎn)1t玉米秸稈粉體需電費93.22元。
每收購1t玉米秸稈原料需120元（含運輸費用）。在生產(chǎn)中，按一天兩班工作制，每天工作8h，生產(chǎn)量為5 t/d計算，每生產(chǎn)It粉體需人工費10元，每噸粉體的包裝及運費需25元，可初步計算出每生產(chǎn)1t粉體的成本為253.22元（表4）。
3、結論
本破碎系統(tǒng)得到的產(chǎn)物平均粒徑為120目，產(chǎn)率能達到500kg/h，每噸成本為253122元。
系統(tǒng)中的兩大主要設備——粗破碎機和精破碎機的額定電流均為28.9 A，但運行時平均電流為20-25 A，因此設備的使用效率并未達到最佳狀態(tài)，應通過調節(jié)轉速、風量等工藝參數(shù)使設備的使用狀況達到最佳狀態(tài)。
由于粗破碎機和精破碎機轉速高，再加上刀片對物料的高頻率沖撞，使得系統(tǒng)噪音較大．因此要盡量提高零部件的加工精度和裝配水平，維持好軸的動平衡。
相關粉碎機揉搓機產(chǎn)品：
1、秸稈粉碎機
2、鍘草機
3、木材撕碎機
