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生物质颗粒成型影响因素分析
发布日期:[18-08-20]

在全球高速发展的今天,生产生活对能源的依赖程度越来越高,能源已成为制约国家经济发展的基本物质。石化能源作为一次能源,因储量有限不能再生趋于枯竭,而引起全球各国的高度重视。生物质能源作为可再生资源,在石化替代能源中占有重要地位。开发生物质能源不仅能够补充石化能源的短缺,还可产生重大的环境效益。将松散的生物质原料经固态成型技术转化为颗粒燃料是生物质能源的一种高效简单实用的利用形式研究其成型过程中的影响因素有着重要意义。

  生物质颗粒成型的过程,以物理变化为主体,化学变化为辅助,受到了原料成分、原料粒度、原料湿度、成型温度、物料层厚、挤压速度、挤压压强及成型型孔参数等多方面影响]

  1原料因素

  1.1原料成分

  由于原料一般是由几种不同成分组成,而不同成分对颗粒固化成型的影响是不同的。

  1.2原料粒度

  粒度越细,粒子的表面积越大,粒子之间越容易结合,同时混合调质时更容易吸收热量和水份,生物质的软化糊化度越好,从而使得制出的颗粒越密实光滑,不易发生开裂和细粉。然而粒度越细小,粉碎工序能耗就越高,

  1.3原料湿度

  在生物质原料中化合水和自由水起到润滑剂的作用,使粒子间的内摩擦减小,流动性增强,从而促进粒子间的结合,而且由于水解作用及生物质的吸水软化增进了塑变粘合化作用,合适的湿度可促进颗粒的成型。

  2过程因素

  2.1成型温度

  一般来说,生物质中的有机成分开始软化的温度为70℃~80℃,大约160℃时塑变粘合,而到240℃时部分有机成分开始液化。所以当成型时的温度达到60℃时,原料开始软化,流动性提高,随着温度的升高,物料运动阻力越来越小,成型阻力也随之降低。但也不是温度越高越好,温度过高会造成生物质碳化,不利于成型,且由于这种碳化的不均匀和不可控,将会影响颗粒品质及热值。

  2.2物料层厚

  物料进入挤压区,使得压辊与模具间形成一个间隙,这一间隙就是物料层厚。物料层厚是物料进入挤压区前的一个预处理阶段,一般压制小直径的颗粒选用较小的间隙,压制较大直径的颗粒选用较大的间隙。

  3设备因素

  3.1挤压速度

  挤压速度直接影响着物料在模孔中的停留时间。物料在模孔中停留时间对成型质量有很大的影响,当物料在模孔中受挤压的时间较短,单位产量消耗的功率就较少,但易造成生产颗粒压实度不够;而物料在模孔中停留时间越长,受挤压的时间就越长,颗粒的组织就越致密,颗粒质量就得到提高。

  3.2挤压强度

挤压强度即物料所受到的物理挤压力,这是颗粒致密程度的主要因素。只有在较高的挤压强度下,才能使得原料中的部分生物质发生软化,并且在较高的挤压强度下产生的摩擦热也促进了原料中部分成分的塑化及粘合作用,从而使得颗粒胶合成型。

  3.3成型型孔参数

  成型型孔参数是一个综合因素,受到原料成分、原料粒度、挤压速度、挤压强度等多方面的制约,又反过来影响着这些因素,综合影响颗粒成型的过程。