在生物質(zhì)成型過(guò)程中,正是
顆粒機(jī)成型設(shè)備為原料提供的壓力使得原料由松散的狀態(tài)通過(guò)秸稈的塑性形變和本身的木質(zhì)素軟化作用轉(zhuǎn)變?yōu)槌尚蜖顟B(tài),因此,壓力是生物質(zhì)成型過(guò)程中的最重要的因素。一般說(shuō)來(lái),壓力增大會(huì)提高成型
顆粒燃料的密度。對(duì)生物質(zhì)物料施加壓力的主要目的是首先破壞生物質(zhì)原料本身的組織結(jié)構(gòu),形成新的物相結(jié)構(gòu),然后加固分子間的凝聚力,使物料更加致密,增加產(chǎn)品的強(qiáng)度和剛度,最后為物料的成型和向前推進(jìn)提供動(dòng)力。
![木屑制粒機(jī) 木屑制粒機(jī)](http://www.jiankongpf.cn/uploads/120927/1-12092F9404R23.jpg)
通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察到,作用在含濕量為10.3%的橡樹(shù)木屑上的壓力速度增大,當(dāng)壓力從0.24MPa/s升高到5.0MPa/s時(shí),該木屑的密度會(huì)明顯增大(Li and Liu,2000);Demirbas等(2004)觀察到,對(duì)于含濕量為7%的廢紙,當(dāng)其上的壓力由300 MPa增大到800MPa時(shí),其密度由182kg/m3增大到325kg/m3;而含水率為18%的則由278kg/m3升高到836kg/m3。
生物質(zhì)的壓縮過(guò)程可分為松軟階段、過(guò)渡階段和壓緊階段。在壓力較小時(shí),成型密度隨壓力增大而增大的幅度較大;達(dá)到壓緊階段后,成型密度的增加變化緩慢,直至趨于常數(shù)。
壓力過(guò)低不能將原料壓緊實(shí),甚至不足以克服原料與套筒間的摩擦阻力,不能成型或產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度低,達(dá)不到相關(guān)的質(zhì)量指標(biāo),如抗跌碎性、抗變形性、抗?jié)B水性以及儲(chǔ)運(yùn)性能等;壓力過(guò)高,原料在套筒內(nèi)停留的時(shí)間較短,不能獲取足夠的熱量,同樣不能成型;另外,在較大壓力下獲得的產(chǎn)品過(guò)于致密,不易點(diǎn)燃。相關(guān)研究認(rèn)為,棒狀成型燃料的成型壓力為50~200MPa即可獲得較理想的產(chǎn)品,最佳成型壓力為120MPa。中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所與某公司合作開(kāi)發(fā)的KYW32型內(nèi)壓滾動(dòng)式顆粒成型機(jī)的成型壓力為50~100MPa,制備的顆粒成型燃料的質(zhì)量達(dá)到日本“全國(guó)燃料協(xié)會(huì)”公布的顆粒成型燃料標(biāo)準(zhǔn)的特級(jí)或一級(jí)。
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