生物质成型燃料技术及设备课件.ppt

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1、生物质致密成型燃料技术农业工程赵林2013年6月生物质致密成型燃料技术一、生物质致密成型燃料二、生物质成型燃料的技术及工艺三、平模颗粒成型机四、环模成型机五、我国环模成型机与平模成型机涉笔比较及目前存在的主要问题我国关于生物质固化成型技术的研究始于20世纪70年代，晚于国外大约50年。国外着眼于对闭式成型机的研究，而我国的主视角则在于开式成型机的研究。生物质技术研究起步虽然早，但各国对生物质成型技术研究的真正重视则是在中东战争引发的世界能源危机之后。经过40多年的研究，我国在此技术的研究取得一定的成绩。技术某些方面的研究已达到了国际先进水平，但在某些方面还存在很大差距。

2、生物质致密成型燃料定义生物质燃料是利用农作物的玉米杆、麦草、稻草、花生壳、玉米芯、棉花杆、大豆杆、杂草、树枝、树叶、锯末、树皮等固体废弃物为原料，经过粉碎、加压、增密、成型，成为棒状或固体颗粒燃料。图1为生物质棒状和颗粒装燃料的形状图。生物质致密成型燃料的用途秸杆成型后的颗粒燃料是一种新型的生物能源，它可代替木柴、原煤、燃油、液化气等，广泛用于取暖、生活炉灶、热水锅炉、工业锅炉、生物质发电厂等。生物质致密成型技术及工艺1、生物质致密成型燃料技术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）干燥后在一定的压力作用下（加热或不加热）， 可连续挤压制

3、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。生物

4、质致密成型工艺生物质致密成型燃料制作工艺有多种，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。不同的生物质致密成型工艺流程大体相差不大。基本流程为：原料收集→原料粉碎→机械制粒成型→装袋销售根据农作物的收获期不同，要及时大量储存原料，随后粉碎、成型。成型时注意不要随即装袋，因热脹冷缩的原理待冷却40分钟后，再装袋运输。冷压成型工艺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

5、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。热压成型工艺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、成型套筒和电加热等几部分。工作过程是将粉碎后的

6、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。热压成型工艺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。炭化成型工艺

7、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。炭化致密成型设备比较简单，类似于型煤成型设备。生物质致密成型设备我国对生物质的研究开始较于国外晚，对生物质致密成型设备的研究也落后于外国。但是经过半个多世纪的研究和实践，在引用国外设备系统的基础上结合我国在生物质原料的特点，开发出了适合我国生物质致密成型设备。目前，生物质固体