生物質壓縮成型燃料的燃燒過程近似于煤的燃燒過程,可分為干燥、揮發分析出及著火燃燒、焦炭著火燃燒過程。當燃料受熱時,燃料表面的水分首先蒸發出來,進行干燥;當溫度繼續升高,將發生熱解反應,使成型燃料中揮發分析出,揮發分析出后余下即焦炭;揮發分比焦炭易于著火,當溫度足夠高時,揮發分首先著火,形成離開顆粒一定距離的明亮火焰:當揮發分被燃盡時,焦炭開始燃燒,出現極短的藍色火焰。
相對與農作物秸桿,生物質壓縮成型燃料克服了下述的問題。
(1)農作物秸桿中的揮發分一般在76%~86%之間,約200℃時揮發分開始析出,如果此時無法提供足夠助燃空氣,則未燃盡的揮發分被氣流帶出,形成黑煙。而壓縮成型燃料由于致密均勻,限制了揮發分溢出速度,延長了燃燒時間,緩解了空氣供給矛盾。
(2)農作物秸桿在揮發分析出后為松散骨架,氣流運動使其解體,形成飛揚黑絮。而壓縮成型燃料剩余的炭結構緊密,形成藍色火焰包裹的焦炭。
目前,我國采用的生物質固化成型燃料的加工方法均為傳統生產方法,普遍存在著設備能耗過高、磨損嚴重和使用壽命短等問題。以生產顆粒狀燃料方法為例,它與現有的生產顆粒狀飼料的方法相似,即原料從設備環模內部加入,經壓輥碾壓擠出環模而成顆粒狀。該工藝流程需要消耗大量能量,首先是顆粒壓制成型過程中,壓強達到50~100MPa,原料在高壓下發生變形、升溫,溫度可達100~120℃,電動機的驅動需要消耗大量的電能;其次是原料的含水率要求在12%左右,為了達到這個含水率,很多原料要烘干以后才能用于制粒;再者是壓制出來的熱顆粒需要冷卻,然后才能進行包裝。這些工藝流程均需消耗大量能量。
要解決上述問題,可通過下列途徑。一是加大科研投入,積極研發新工藝和新設備,降低能耗,減少生產成本;二是引進國外先進設備,消化吸收,形成產業化生產;三是政府扶持,對研制開發單位和用新型生物質能用戶進行補貼,降低產品使用成本。生物質壓縮成型技術關鍵問題如果盡快得到解決,其市場覆蓋率將會逐漸擴大。
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