影响生物质颗粒机成型的因素

时间：2021-07-10

影响生物质颗粒机成型你不得不知道的因素
生物质颗粒机作为生物质颗粒燃料的专业生产设备，其成型率的好坏，直接影响到产品的价格和市场销售，作为专业的生物质颗粒机生产商,本着为客户利益为前提的理念，长期为客户提供技术支持，今天就影响生物质颗粒机成型的因素做一下探讨，希望能帮助多的朋友。
  影响生物质颗粒机的因素很多，主要有生物质原料本身（包括原料种类、粒度、含水率等）、成型压力、成型温度、成型模具形状及尺寸、压缩方式、成型工艺、成型过程的滞留时间、粘结剂等。
  由于生物质材料的种类和成分不同，受压缩方式和压缩条件的影响，成型燃料的品质特性存在较大差异。生物质成型燃料的品质特性主要有燃烧特性和物理特性，物理品质特性直接决定了成型颗粒燃料的使用要求、运输要求和贮藏条件。

一.生物质原料具有流动性差、相互牵连力大的特性，是成型喂入和压缩的瓶颈。对于不同的原料、不同的含水率、不同的粒度，压缩特性有很大的差异，并对成型过程和产品质量有很大的影响。
      1.原料种类不同种类的原料，其压缩成型特性有很大差异。一般来说木材较难压缩，而纤维状植物秸秆等容易压缩。在冷压条件下，较难压缩的原料不易成型，易压缩的原料则较易成型。在热压条件下，像木材等虽然难于压缩，但其纤维素含量高，在高温条件下反而易成型，而植物秸秆等则不易成型。木质素含量高的农作物秸秆和林业废弃物非常适合热压成型。生物质内纤维素含量决定了其成型的难易程度。
       2.原料粒度原料的粒度影响压缩成型的质量，也影响生产效率和能量消耗。一般来说，粒度小的原料容易被压缩，粒度大的原料较难被压缩。并且在相同的成型压力下，原料粒度越小，成型后的燃料密度越大，成型效果越好；原料粒度较大时，生物质颗粒机不能有效地工作，使能耗大，产量小。
      一般高压设备(1000~1500 bar)的颗粒可以适当大些，10 mm左右为好；中、低压设备的颗粒应小些，但螺旋式设备的要求不能小于2 mm，否则影响密度和生产率。木屑、稻壳等由于粒度细小，筛除杂物即可直接使用，秸秆、麦秸需经**设备粉碎，一般至粒度在10 mm以下。
    3.原料含水率水分是原料中好的传热介质，可以降低成型过程中木质素软化和液化的温度，提高成型物料的表观导热系数，均匀成型物料的温度场。但当水分含量过高，加热过程产生的蒸汽不能从成型燃料中心孔排出，会造成燃料开裂，表面粗糙，甚至产生爆鸣等现象；而水分含量太低时，不利于木质素的塑化和热量的传递，则成型困难。一般要求原料的含水率在15%~25%左右；
      成型温度加热使生物质物料达到一定的温度，其主要作用为：
①使生物质中的木质素软化、熔融而成为粘结剂；
②使所压缩燃料的外表层炭化，减少挤压动力消耗：
③提供物料分子结构变化所需的能量。对于热压成型机，一般温度控制在150~ 300℃之间比较适宜，温度过高，可使其水分气化，挥发分大量释放，导致成型物料疏松断裂，成型失败。
       成型压力与模具类型成型压力是生物质颗粒机的基本条件。对生物质原料施加压力的主要目的是：
①破坏物料原来的物相结构，组成新的物相结构；
②加强分子间的作用力，使物料变得致密均实；
③为物料在模内成型及推进提供动力。随着成型压力的增大，成型物质的结合力增大，结合强度提高，致密度大。同时，考虑成型压力过大对设备的要求相应提高，而对提高成型性能不明显，易造成能源浪费，选取成型压力为60一90 MPa较为经济适宜。

二.模具尺寸是生物质成型的关键部件，模具的形状尺寸与成型压力有密切关系。因为大多数生物质颗粒机都采取挤压成型的方式，即原料从成型模具的一端连续压入，又从另一端连续挤出，这时原料挤压所需要的成型压力与容器内壁面摩擦力相平衡，而摩擦力的大小与模具的形状尺寸有直接关系
     1.生物质颗粒机环模压缩比的大小决定了成型压力的大小。植物秸秆等原料的纤维素含量少，受到外力挤压时易发生形变，因此成型时所需的环模压缩比小，即成型压力较小；锯末等的纤维素含量高，成犁时所需的环模压缩比大，即成型压力较大。因而，用不同生物质原料生产成型颗粒燃料，应采用不同的环模压缩比。植物秸秆等的压缩比在9~ 12之间，木屑废料等的压缩比在5~9之间。
     2.成型过程的滞留时间成型物料形状保持不变后，其在模具内所受的压应力随时间的增加而逐渐减小。因此，必须有一定的滞留时间，以保证成型物料中的应力充分松弛，防止挤压出模后产生过大的膨胀，也可使物料有较长时间进行热交换。
      3.添加剂：生物质颗粒机在成型的过程中是不需要添加任何添加剂的，但是加入添加剂，可以增加成型时的粘结力，减少动力输入，同时研究也发现一些添加剂还能阻止燃料燃烧时结渣。S．P．Bhattaeharya研究表明，使用添加剂（如石英砂、石膏、膨润土或粉煤灰等）能有效阻止生物质灰结渣。相对而言石膏和磷酸氢钙的抗结渣特性较差，膨润土的抗结渣特性较好，但是价格较为昂贵。添加剂一般都在予压前输送过程中加入，便于搅拌，在加入时一定注意均匀度，防止因比重不同造成不均匀聚结。

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