關鍵詞：生物質；秸稈；成型燃料；冷卻干燥
富通新能源生產銷售的秸稈顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料如下所示：
生物質成型燃料是將各類生物質原料（主要是農林剩余物）經粉碎、干燥、成型、冷卻干燥、包裝等環節，使原來分散的、無固定形狀的原料壓縮成具有一定幾何形狀、密度較大的一種生物質燃料，成型燃料可以提高生物質的密度，節約運輸和儲存費用，擴大應用范圍，是一種生物質燃料大規模利用的預處理技術．由于生物質成型燃料在生產時含水率要大于18%，成型機出口溫度在75℃以上，直接包裝貯存易破碎變質，生物質成型燃料在存儲過程中的霉變，會引起發熱量的降低，灰分的增加，對秸稈成型燃料生產商的效益有較大影響，因此，對產品的冷卻干燥是生物質成型燃料可長期保存的關鍵，成型燃料中水分過高會降低其收到基低位發熱量，加速存貯時的霉變，灰分含量增加，降低成型燃料顆粒的強度，運輸過程中粉料含量增加，使秸稈成型燃料達不到相關標準要求，因此，秸稈成型燃料的冷卻干燥是其生產必需的工藝過程，目前，國內生物質成型燃料的原料主要有兩種類型：木質類與秸稈類，木質類成型燃料直徑6～10mm，密度1.0～1.2t/m3，在冷卻干燥過程中不易破碎，秸稈類成型燃料直徑為20～35mm，密度0.9～1.1t/m3，在冷卻干燥過程中易破碎，木質類成型燃料的干燥冷卻使用的為逆流式冷卻器，它利用逆流冷卻原理對高溫、高濕度的顆粒料進行冷卻，即環境冷風垂直穿過料層，先與冷料接觸，逐步變熱的熱風與熱料接觸，風流方向與料流方向相反，從而使顆粒料順向逐步冷卻，能將從制粒機出來溫度達70～90℃的顆粒料冷卻到略高于室溫3～5℃，并能降到安全水分(<13%)，秸稈類成型燃料密度小、強度低、單個體積大，在輸送干燥過程中易破碎，現有的逆流式干燥冷卻器不能使用，本文對秸稈成型燃料的冷卻干燥特性進行詳細研究，為開發秸稈成型燃料專用冷卻器提供設計數據。
1、試驗研究
1.1試驗材料
秸稈成型燃料由河南汝州市玉米秸稈加工，生產設備為SPY-550型生物質平模成型燃料壓塊機，模具孔直徑28mm，長度120mm，模盤直徑550mm．玉米秸稈成型時含水率變化范圍是18%～22%，本項目對含水率分別為18%、20%與22%種玉米秸稈生產的成型燃料冷卻干燥特性進行了測試研究，不同含水率的玉米秸稈原料，成型后的含水率、溫度與最終產品密度都有較大差異。
1.2試驗儀器與設備
冷卻干燥設備為專用的網帶式生物質成型燃料冷卻干燥機，由偃師新峰機械有限公司生產，主要包括拖動電機、不銹鋼網帶、風罩、風管、引風機等組成，可在進行成型燃料冷卻干燥的同時完成從成型機到包裝機的輸送，位于風管上的LWQ-N型DN200渦輪氣體流量計可測量所用空氣量，根據網帶面積可計算出冷卻干燥的氣流速度，成型燃料含水率（全水分質量分數）采用GB/T 28733-2012《固體生物質燃料全水分測定方法》中的方法B測量，成型燃料溫度采用非接觸式紅外線表面溫度計測量。
1.3試驗內容及方法
試驗材料為平模成型機生產的高溫高濕玉米秸稈成型燃料，把成型前的玉米秸稈含水率分別調到18%、20%和22%，進行生型生產，分別對三種含水率的玉米秸稈成型在本項目設計的冷卻干燥機進行試驗，調整拖動電機轉速，使冷卻干燥時間分別控制在20、40與60 min，在干燥冷卻器各不同位置分別測量物料溫度并取樣測量含水率，
本試驗采用正交試驗的方法，選取Lg34正交表，試驗因素有三個：最初含水率(%)、風速(m·s-1)與干燥冷卻時間(min)．每個因素選取三個水平。
2、試驗結果及分析
每組均有9個試驗，每個試驗按照表2的試驗方法進行，對各含水率的玉米秸稈成型燃料進行了冷卻干燥特性分析，從表3可知，對溫度影響主次因素為初始含水率>時間>風速，對含水率的影響主次因素為風速>初始含水率>時間，較優水平為時間40 min，風速0.7m/s，初始含水率18%。
2.1秸稈成型燃料冷卻特性分析
分別為不同含水率玉米秸稈在風速為0.3、0.5、0.7m/s時的冷卻特性曲線，由圖可見，溫度隨時間為指數規律下降，在開始20 min，風速越高，溫度下降速度越大，在最后20min，風速對冷卻速度影響極小，在60min時，含水率基本相同，也就是風速越高，冷卻到常溫所需的時間越短，含水率越高，成型后溫度越低，成型后密度小，降溫速度反而慢，降至常溫所需的時間越長．
2.2秸稈成型燃料干燥特性分析
為玉米秸稈成型燃料在風速分別為0.3、0.5、0.7 m/s時不同含水率秸稈干燥特性曲線，風速越高，干燥速度越大，這是因為高風速可快速帶走成型燃料表面水平，成型燃料內部傳熱與傳質的速度一致，在開始階段，內部溫差大，水分從內至外遷移速度快，高風速可快速帶走表面水分，干燥速度
快，在20min后，干燥速度受水分遷移速度的影響，風速對干燥速度的影響變小，干燥過程的后20 min，不同風速下干燥速度基本不變．
3、結論
1)玉米秸稈成型燃料冷卻特性曲線與干燥特性曲線類似，都為指數關系下降；
2)不同含水率的玉米秸稈成型燃料，含水率越高冷卻速度越快，干燥速度越慢；
3)在冷卻干燥前20 min，風速對干燥冷卻過程影響較大，在后20 min，風速影響不大；
4)根據玉米秸稈成型燃料冷卻干燥特性，干燥前段宜采用大風速，以提高干燥效率，中段采用較小風速，以降低電耗，后段停留較長時間，以達到成型燃料接近常溫與較低含水率，利于貯運，
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