生物质颗粒燃料冷成型技术试验研究

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1、生物质颗粒燃料冷成型技术试验研究雷廷宙，何晓峰.，李在峰，朱金陵(河南省科学院能源研究所，河南省生物质能源重点实验室，郑州450008)摘要:本文主要对环模生物质颗粒燃料成型机影响成型的各主要因素进行了分析及试验研究，给出不同生物质原料、粒度、含水率、环模孔长径比等因素与颗粒成型率及吨料电耗的关系，找出生物质颗粒燃料的最佳成型条件。关键词:生物质颗粒燃料;粒度:含水率;成型率:吨料:电耗0引言近年来，石油、煤炭价格大幅上涨，能源短缺十分严重，能源形势日益紧张，开发出适用的可再生能源产品已成了当务之急。生物质能源是唯一的可以储存、运输的可再生能源，是替代化石燃料的首选〔

2、a.但生物质具有堆积密度小、能量密度低，运输、储存、使用空间大、成本高等特点，其严重制约了生物质能的大规模应用『幻.因此，开发生物质冷态致密成型颗粒加工技术及设备，是有效利用生物质的必不可少的重要环节。生物质经过致密成型后不但可作为燃料取代煤炭直接燃烧利用，同时也可通过干馏炭化技术、液化技术、气化技术等进行深加工利用，从而解决生物质利用的经济性和实用性问题，实现生物质能源规模化应用。本文利用我们研制的SKR-25型生物质颗粒燃料成型样机，通过对玉米秸秆和麦秸秆进行大量成型试验研究，研究不同生物质原料、粒度、含水率、成型机环模孔长径比等因素与颗粒成型率及吨料电耗的关系，

3、找出生物质颗粒燃料的最佳成型条件，为生物质颗粒成型机的成型工艺改进及设备优化设计提供试验依据，进而为生物质资源化利用的预处理技术提供科学数据。1试验装置与试验方法1.1试验装置试验用环模颗粒成型机采用我们研制的SKR-25型生物质颗粒燃料成型样机，其基本结构如图1:图1环模颗粒机基本结构示意图Fig.1Basicstructureofmouldingmachine生物质原料粉碎后从加料口经进料绞龙进入成型室，在成型室内，主轴带动环模旋转，在磨擦力作用下，压辊与环模同时旋转，原料经进料刮板被卷入环模和压辊之间，两者相对旋转对原料逐渐挤压，并挤入环模孔，在环模中成型，并不

4、断向孔外挤出，再由切刀按所需长度切断，压粒过程中物料是在压模与压辊强烈挤压作用下强制通过均布于环形压模的小孔而压实成型的..何晓峰E-mail:hexfh@163.comTel:0371-60900708,138380988451.2试验方法生物质原料在成型过程中，成型机结构、环模孔结构以及成型工艺是相关联的，在确定了成型机结构和环模孔结构后，成型工艺成了技术关键，对不同原料、不同成型工艺试验表明:原料粒度、含水率、成型压力是影响冷成型燃料生产的主要因素‘5..在充分分析生物质冷成型机理及影响成型的各主要因素基础上，我们选择两种来源广泛、具有一定代表性的生物质原料玉米

5、秸秆和麦秸秆进行冷成型试验研究。测定原料在不同粉碎粒度、不同含水率下的成型率和吨料电耗。同时，通过调整成型机的关键部件环模的厚度测定不同环模孔长径比的颗粒成型率及电耗，从而得出玉米秸秆和麦秸秆的成型条件范围及最佳成型工艺条件。2试验结果及分析2.1原料粒度对成型效率的影响由于生物质经粉碎机粉碎后的粒度并非完全一致，为了更直观地反映粒度对成型过程的影响，我们采用粉碎机的筛网孔径来表征成型原料的粒度，初步试验后，决定采用孔径分别为8mm,6mm.4mm,2mm的四种筛网粉碎后的原料分别进行成型试验(原料含水率25%、环模孔长径比5:1)，研究粒度与成型效率的关系，结果如表

6、1:表1粒度试验数据结果Table.lmoldingresultfordiferentgranularity玉米秸秆麦秸秆筛网孔径颗粒成型率吨料电耗筛网孔径颗粒成型率吨料电耗/画/%/kw·h·t一，/哑/%/kW·h·t一，试验数据表明，颗粒的成型率及吨料电耗与原料粒度呈反比关系，粒度越小，成型效率越高。但是，对整个颗粒成型系统而言，并不是粒度越小越好，因为随着筛网孔径的减小，原料的粉碎效率急剧下降，粉碎电耗上升，系统效率随之下降。因此，综合考虑应在保证成型机合理成型效率基础上选择较大的筛网孔径，使系统综合电耗达到最佳值。八Un0︸价R~“，的一︸衬、.吕的铃行匕﹄

7、U.李侧召动桩通工U、拢契‘留0曝2O-今.-玉米秸秆葬-.卜-麦秸秆谬a06428642原料粒度/mm原料粒度/二图2不同粒度对颗粒成型率的影响图图3不同粒度对吨料电耗的影响Fig.2InfluenceofgranularityongranulemoldingratioFig.3Influenceofgranularityonelectricitycost从成型效率与原料粒度关系图上(图2、图3)可以看出，成型率及吨料电耗与原料粒度并非线性关系，当粒度增大到一定量值以上，成型率出现快速下降趋势，吨料电耗也同步快速上升，曲线图上形成一个拐点，该点即可