生物质致密成型技术研究现状与发展

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1、生物质致密成型技术研究现状与发展摘要：综述了生物致密成型技术的原理、类别和特点，介绍了生物质致密成型技术在国内外的发展现状，阐明了生物质致密成型技术需要解决的问题，提出了中国生物质致密成型技术的发展方向。　　关键词：生物质成型；成型机；影响因素；发展方向　　Abstract：Theprinciple,classificationandpropertyofbiomassbriquettetechnologiesandtheinfluencingfactorsofbiomassbriquetteentofbiomassbriquettetechnologiesabroadandathomestha

2、tshouldbesolvedforbiomassbriquettetechnologiesentdirectionofbiomassbriquettetechnologiesinChinaassbriquette;briquettemachine;influencingfactordevelopmentdirection　　1生物质致密成型技术的原理及工艺　　1.1生物质致密成型原理　　生物质致密成型技术是指具有一定粒度的农林废弃物（锯屑、稻壳、树枝、秸秆等）干燥后在一定的压力作用下（加热或不加热），可连续挤压制成棒状、粒状、块状等各种成型燃料的加工工艺，有些致密成型技术还需要加入一定的添加

3、剂或黏结剂。一般生物质致密成型主要是利用木质素的胶黏作用。农林废弃物主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，木质素为光合作用形成的天然聚合体，具有复杂的三维结构，是高分子物质，在植物中含量约为15%～30%。当温度达到70～100℃，木质素开始软化，并有一定的黏度。当达到200～300℃时，呈熔融状，黏度变高。此时若施加一定的外力，可使它与纤维素紧密粘结，使植物体积大量减少，密度显著增加，取消外力后，由于非弹性的纤维分子间的相互缠绕，其仍能保持给定形状，冷却后强度进一步增加，成为成型燃料[1]。　　生物质原料经挤压成型后，体积缩小，密度可达1t/m3左右，含水率在20%以下，便于贮存和运输[2]。

4、成型燃料在燃烧过程中热值可达16000kJ/kg左右，并且“零排放”，即基本不排渣、无烟尘、无二氧化硫等有害气体，不污染环境[3]，热性能优于木材，体积发热量与中质煤相当，可广泛用于民用炊事炉、取暖炉、生物质气化炉、高效燃烧炉和小型锅炉[4]，是易于进行商品化生产和销售的可再生能源。　　1.2生物质致密成型技术分类及特点　　生物质致密成型工艺有多种，根据工艺特性的差别，可划分为冷压致密成型、热压致密成型和碳化致密成型。　　（1）冷压致密成型冷压致密成型一般是辊压成型，有水平轴式环模挤压成型、垂直轴式环模挤压成型和平面辊压成型。冷压致密成型工艺常用于含水量较高的原料。原料进入成型室后，在压辊或压

5、模的转动作用下，进入压模与压辊之间，然后挤入成型孔，从成型孔挤出的原料被挤压成型，再用切刀切割成一定长度的颗粒状或块状燃料。该机型主要用于木材加工厂的木屑和秸秆碎料。成型设备一般比较简单，价格较低，但由于死角较大，引起无用能耗大，成型部件磨损较快。工作中易出现辊轮和成型孔堵塞现象。且由于燃料湿度较大，不含黏结剂，易吸湿变形，不利于长期保存、运输和使用。　　（2）热压致密成型热压致密成型有螺杆致密成型、活塞致密成型和冲压致密成型。热压致密成型工艺过程一般分为原料粉碎、干燥、挤压、加热、保型等几个环节。螺杆致密成型机是开发应用较早的生物质热压成型设备，主要包括驱动机、传动部件、进料机构、压缩螺杆、

6、成型套筒和电加热等几部分。工作过程是将粉碎后的生物质经干燥后，从料斗中加入，螺旋推挤进入成型套筒中，并经螺杆压成带孔的棒状成品，连续从成型套筒中挤出。制约螺杆成型机发展的主要技术问题是螺杆和成型套筒磨损严重，使用寿命短。活塞和冲压式致密成型机改变了成型部件与原料之间的作用方式，在大幅提高成型部件使用寿命的同时，也降低了单位产品的能耗。原料经粉碎后，通过机械或风力形式送入压缩间。活塞或冲头前进时，把原材料压紧成型，并送入保型筒。活塞和冲压成型机一般造价较高，且振动噪声大，由于间断挤压，成型块质量有时有高低反差。特别是要求原料含水率较小，否则会使成型燃料膨胀、松散、甚至出现危险的“放炮”现象。　　

7、（3）碳化致密成型炭化成型工艺的基本特征是，首先将生物质原料炭化或部分炭化，然后再加入一定量的黏结剂挤压成型。由于原料纤维素结构在炭化过程中受到破坏，高分子组分受热裂解转换成炭，并放出挥发分，使成型部件的磨损和能耗都明显降低。但炭化后的原料维持既定形状的能力较差，所以一般要加入黏结剂[5]。碳化致密成型设备比较简单，类似于型煤成型设备。　　2生物质致密成型技术的研究重点　　2.1压缩特性分析　　秸