稻木粉屑燃料棒制造工艺及产品性能的研究

《稻木粉屑燃料棒制造工艺及产品性能的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、稻木粉屑燃料棒制造工艺及产品性能的研究本贴被浏览358次回复0次     我国是能源消费大国，消耗总量每年以6%~7%的速度增长，消耗结构以煤（72%）和石油（15%）等不可再生资源为主，能源储备消耗严重，而且产生SO2、NOX等副产物，污染大气环境。农林加工剩余物（例如稻草、人造板砂光粉）是优良的生物质燃料，清洁、可再生，虽然发热量（例如稻草15000KJ/kg,杨木17000KJ/kg）比煤（21000~30000KJ/kg）有差距，但完全可以替代部分煤和石油，满足城乡生活乃至工业用能和环保的需要。本文基于前人的研究，探讨稻、木混合碎料成型燃料的工艺与性能，重点试验碎料形态和稻

2、木混合比例对产品性能的影响。      1材料与方法       1.1材料      选取三种碎料作为燃料棒的原料：1）稻草碎料（含水率9.6%）；2）稻草板砂光粉（后文简称“稻草粉”，含水率7.5%），取自江苏鼎元科技发展有限公司；3）木材人造板砂光粉（后文简称“木粉”，意杨，含水率9.9%），取自徐州长青定向结构板有限公司。碎料粒径分布如图1所示。从图中可见：三种碎料都含有较多的细粉（小于80目：稻草碎料45.61%，稻草板砂光粉80.99%，木材人造板砂光粉67.39%），但稻草碎料粒径分布相对偏大（大于80目46.61%）。后文将考察原料形态对成型燃料工艺和性能的影响。 

3、                                                               图1碎料粒径分布      1.2燃料棒生产工艺与设备      采用螺旋挤压式成型面，燃料棒呈正六边形，内含20mm排汽孔。研究表明，致密成型关键工艺因子包括：碎料形态、成型温度、成型压力（或螺旋转速）和碎料含水率等。基本流程为：秸秆碎料和砂光粉准备→挤压机升温→装料→挤压→成品→残余燃烧棒燃烬。基于前人的研究成果，本次研究工艺条件确定为：成型温度为300℃，挤压速度1m/min，含水率8%~10%，原料配比见表1。  表1燃料棒性能测试结果编号原料配比密

4、度/(g/cm3)10min燃烧速率（g/min）灰分/%挥发分/%固定碳/%水分/%1100%稻草碎料1.001.1120.8569.277.542.352100%稻草粉1.341.0613.4168.3513.724.523100%木粉1.271.1819.0064.6211.404.98420%稻草碎料80%木粉1.090.756.6268.5422.372.47550%稻草碎料50%木粉1.240.6010.6266.9419.972.48680%稻草碎料20%木粉1.120.9816.7268.3313.071.88720%稻草碎料80%稻草粉1.430.6714.906

5、8.5312.633.95850%稻草碎料50%稻草粉1.261.0817.1368.0112.492.43980%稻草碎料20%稻草粉1.221.0419.3669.089.452.11       1.3为了揭示燃料棒的密实程度和燃烧性能，参照GB/T212——2001《煤的工业分析方法》，分别测试了产品的密度、燃烧速率、水分、灰分、挥发分和固定碳含量。另外，鉴于燃料棒采用无胶挤压形成，在空气中长时间吸湿（水）可能导致膨胀乃至溃散，提出了“时效含水率”的概念，反应燃料棒含水率随时间的变化关系。具体测试方法为：将燃料棒试样置于相对湿度为100%的密闭环境，每间隔24h称取试样的质

6、量，直到试样呈现溃散现象，再取出烘至绝干获得绝干质量，据此获得各时间点的含水率，探寻含水率与燃料棒溃散时间的相关关系，可为生产燃料棒（未炭化）的贮存与运输提供参考。    2结果与分析      2.1密度      生物质致密成型技术，是在无外加胶粘剂的状态下，依靠机械加压和加热，使松散的生物质碎料（例如锯末、刨花、砂光粉、稻壳等）密实化，达到较高的密度和强度，以期改善生物质的燃烧性能。由于缺乏外加胶粘剂，密度成为决定燃料成型、强度、耐久性以及燃烧性能的关键因子之一。从表1可以看出，稻木粉屑燃料棒密度普遍高于1.0g/cm3。      碎料形态和材料性质对密度水平具有显著的影响

7、。从表1可以看出，在同样的挤压工艺条件下，100%稻草碎料燃料棒在密度1.0g/cm3时即可良好成型，而100%稻草板砂光粉和100%木材人造板砂光粉分别达到1.34g/cm3和1.27g/cm3方可。显然，形态越大，碎料的交织能力越强，更有助于成型。相对而言，稻草粉比木粉“自粘”作用更弱，这主要归咎于稻草粉中含量相对高的无机矿物质（如二氧化硅）的阻隔效应。混合碎料（混合比例：20%、50%、80%）也同样体现出上述趋势，稻草碎料含量越高，所需成型密度越低；“木粉—稻