第四章 生物質(zhì)壓縮成型燃料技術

1、第四章第四章 生物質(zhì)壓縮成型燃料技術生物質(zhì)壓縮成型燃料技術過度的資源、能源消耗和不可逆轉的環(huán)境破壞，過度的資源、能源消耗和不可逆轉的環(huán)境破壞，導致人類生活環(huán)境出現(xiàn)了嚴重的導致人類生活環(huán)境出現(xiàn)了嚴重的生態(tài)危機生態(tài)危機地球地球“發(fā)燒發(fā)燒”了了中國二氧化碳排放量已中國二氧化碳排放量已超過美國，成為二氧化超過美國，成為二氧化碳排放量碳排放量最大最大的國家。的國家。專家預測，如不加以控專家預測，如不加以控制，到制，到20302030年中國二氧年中國二氧化碳排放量將達到化碳排放量將達到8 8兆噸兆噸/ /年年，相當于目前全世界，相當于目前全世界的排放量的三分之一。的排放量的三分之一。 削減削減COCO2

2、2排放是降低溫室氣體效應排放是降低溫室氣體效應最有效、最得力的措施之一！最有效、最得力的措施之一！減少石油、煤等高污染石化資源利用，充分利用減少石油、煤等高污染石化資源利用，充分利用低污染的生物質(zhì)能源勢在必行。低污染的生物質(zhì)能源勢在必行。生物質(zhì)壓縮成型燃料是生物質(zhì)能源轉化利用的一生物質(zhì)壓縮成型燃料是生物質(zhì)能源轉化利用的一個重要領域。個重要領域。 歐洲、美國、日本等發(fā)達國家生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)歐洲、美國、日本等發(fā)達國家生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展已進入商品化階段，擁有成熟的技術，完整的標展已進入商品化階段，擁有成熟的技術，完整的標準體系和不斷增長的市場。準體系和不斷增長的市場。國外生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)

3、展現(xiàn)狀以德國為例以德國為例4040多座生物質(zhì)燃料廠，多座生物質(zhì)燃料廠，240240萬噸萬噸11001100多個生物質(zhì)工業(yè)供暖多個生物質(zhì)工業(yè)供暖設施設施 超過超過1010萬臺民用生物質(zhì)顆萬臺民用生物質(zhì)顆粒采暖爐粒采暖爐200200多座生物質(zhì)熱電聯(lián)供多座生物質(zhì)熱電聯(lián)供廠，廠，20082008年供電超過年供電超過 11701170萬千瓦時萬千瓦時 可再生能源供熱的可再生能源供熱的92%92%來來自于生物質(zhì)能自于生物質(zhì)能，其中其中77.8%77.8%來自于生物質(zhì)成型燃料來自于生物質(zhì)成型燃料成型燃料廠經(jīng)銷商爐具制造商鍋爐制造商配件商協(xié)會及組織 德國德國20082008年可再生能源供熱統(tǒng)計年可再生能源供熱

4、統(tǒng)計 生物質(zhì)成型燃料（民用）生物質(zhì)成型燃料（民用）生物質(zhì)成型燃料（工業(yè)）生物質(zhì)成型燃料（工業(yè)）生物質(zhì)成型燃料（熱電聯(lián)產(chǎn)）生物質(zhì)成型燃料（熱電聯(lián)產(chǎn)）液態(tài)生物質(zhì)燃料液態(tài)生物質(zhì)燃料生物質(zhì)燃氣生物質(zhì)燃氣垃圾類生物質(zhì)垃圾類生物質(zhì)太陽能供熱太陽能供熱深層地熱深層地熱淺層地熱淺層地熱國內(nèi)生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀生物質(zhì)資源豐富生物質(zhì)資源豐富我國糧食與秸稈產(chǎn)量發(fā)展趨勢（根據(jù)中國農(nóng)業(yè)年鑒整理）我國糧食與秸稈產(chǎn)量發(fā)展趨勢（根據(jù)中國農(nóng)業(yè)年鑒整理） 我國我國秸稈年產(chǎn)量約秸稈年產(chǎn)量約7 7億噸，另有約億噸，另有約1.21.2億噸稻殼、蔗渣、花生殼等剩余物。據(jù)億噸稻殼、蔗渣、花生殼等剩余物。

5、據(jù)農(nóng)業(yè)部對糧食產(chǎn)量預測分析，到農(nóng)業(yè)部對糧食產(chǎn)量預測分析，到20202020年我國主要作物的秸稈總量將達到年我國主要作物的秸稈總量將達到8 8億噸。億噸。 我國林木生物質(zhì)資源預測（我國林木生物質(zhì)資源預測（億噸億噸 ）我國現(xiàn)有生物質(zhì)成型燃料生我國現(xiàn)有生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)廠近產(chǎn)廠近200200家。秸稈燃料廠主家。秸稈燃料廠主要分布在華北、華中和東北等要分布在華北、華中和東北等地；木質(zhì)顆粒燃料廠主要集中地；木質(zhì)顆粒燃料廠主要集中在華東、華南、東北和內(nèi)蒙等在華東、華南、東北和內(nèi)蒙等地。地。國內(nèi)國內(nèi)現(xiàn)有成型現(xiàn)有成型設備生產(chǎn)廠設備生產(chǎn)廠家家100100多多家，主要分布在河家，主要分布在河南、河北、南、河北、山

6、東山東等地區(qū)。等地區(qū)。國內(nèi)生物質(zhì)燃燒技術國內(nèi)生物質(zhì)燃燒技術生物質(zhì)成型燃料村鎮(zhèn)應用爐具生物質(zhì)成型燃料村鎮(zhèn)應用爐具生物質(zhì)工業(yè)鍋爐生物質(zhì)工業(yè)鍋爐生物質(zhì)電站鍋爐生物質(zhì)電站鍋爐生物質(zhì)爐具和鍋爐近來也有長足發(fā)展，如生物質(zhì)爐具和鍋爐近來也有長足發(fā)展，如廣州迪森、廣州迪森、重慶良奇、重慶良奇、山東多樂、山東多樂、湖南萬家、湖南萬家、張家界三木、北京桑普和北京老萬等。但由于種種原因，使用可靠、張家界三木、北京桑普和北京老萬等。但由于種種原因，使用可靠、技術先進、價廉物美、能批量投入工業(yè)生產(chǎn)、滿足廣大用戶使用要求的產(chǎn)品并技術先進、價廉物美、能批量投入工業(yè)生產(chǎn)、滿足廣大用戶使用要求的產(chǎn)品并不多。不多。生物質(zhì)成型燃料

7、產(chǎn)業(yè)發(fā)展生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展意義意義液態(tài)液態(tài)技術（技術（生物乙醇、甲醇和生物柴油生物乙醇、甲醇和生物柴油）新能源新能源風能風能太陽能太陽能地熱能地熱能潮汐能潮汐能生物質(zhì)能生物質(zhì)能利用形式氣態(tài)氣態(tài)技術（技術（生物沼氣、垃生物沼氣、垃圾沼氣、木質(zhì)氣）圾沼氣、木質(zhì)氣）固態(tài)固態(tài)技術農(nóng)林技術農(nóng)林廢棄物直燃、壓廢棄物直燃、壓縮縮成型（成型（發(fā)電、供熱）發(fā)電、供熱） 能源問題能源問題 環(huán)境環(huán)境問題問題 三三農(nóng)問題農(nóng)問題l 農(nóng)林廢棄物資源化利用農(nóng)林廢棄物資源化利用l 改善農(nóng)村能源結構改善農(nóng)村能源結構l 提高農(nóng)民收入、增加農(nóng)民就業(yè)崗位提高農(nóng)民收入、增加農(nóng)民就業(yè)崗位l 新的、可再生的替代能源新的、可再生的替代能

8、源l 優(yōu)化能源結構、增加能源供給優(yōu)化能源結構、增加能源供給l 提高能源使用效率提高能源使用效率l CO CO2 2零排放、零排放、SOSO2 2、氮氧化物低排放、氮氧化物低排放l 減少秸稈焚燒污染空氣減少秸稈焚燒污染空氣有助于解決我國三大戰(zhàn)略難題有助于解決我國三大戰(zhàn)略難題生物質(zhì)成生物質(zhì)成型燃料型燃料生物質(zhì)燃料生物質(zhì)燃料二氧化碳零排放二氧化碳零排放植物生長期吸植物生長期吸收二氧化碳收二氧化碳生物質(zhì)燃料燃燒排生物質(zhì)燃料燃燒排放的放的COCO2 2是植物生是植物生長期所吸受的，不長期所吸受的，不會增加大氣中會增加大氣中COCO2 2的總量。國際上稱的總量。國際上稱之為之為COCO2 2零排放，零排放

9、，也稱碳中性。也稱碳中性。燃燒排放二氧化碳燃燒排放二氧化碳生物質(zhì)成型燃料生物質(zhì)成型燃料生物質(zhì)生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)鏈成型燃料產(chǎn)業(yè)鏈原料規(guī)模收集原料規(guī)模收集能源作物種植能源作物種植原料收集原料收集原料分散收集原料分散收集燃料生產(chǎn)燃料生產(chǎn)粉粉 碎碎調(diào)調(diào) 制制成成 型型冷冷 卻卻包包 裝裝生生產(chǎn)產(chǎn)流流程程民用爐具民用爐具工業(yè)鍋爐工業(yè)鍋爐電站鍋爐電站鍋爐往復式爐排鍋爐往復式爐排鍋爐循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)流化床鍋爐熱水鍋爐熱水鍋爐蒸汽鍋爐蒸汽鍋爐生物質(zhì)炊事爐生物質(zhì)炊事爐炊事取暖兩用爐炊事取暖兩用爐生物質(zhì)取暖爐生物質(zhì)取暖爐燃燃燒燒設設備備水冷震動式鍋爐水冷震動式鍋爐燃料銷售燃料銷售生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)循環(huán)示意圖（1

10、）生物質(zhì)壓縮成型燃料技術：在一定溫度和壓力下，生物質(zhì)壓縮成型燃料技術：在一定溫度和壓力下，利用木質(zhì)素充當黏合劑，將各類利用木質(zhì)素充當黏合劑，將各類分布散、形體輕、儲分布散、形體輕、儲運困難、使用不便運困難、使用不便的生物質(zhì)原料（農(nóng)作物秸稈、稻殼、的生物質(zhì)原料（農(nóng)作物秸稈、稻殼、鋸末、木屑等）經(jīng)壓縮成型和炭化工藝，加工成鋸末、木屑等）經(jīng)壓縮成型和炭化工藝，加工成具有具有一定幾何形狀、密度較大一定幾何形狀、密度較大的的成型燃料成型燃料，以提高燃料的，以提高燃料的熱值，改善燃燒性能，使之成為商品能源。熱值，改善燃燒性能，使之成為商品能源。也稱為也稱為“壓縮致密成型壓縮致密成型”、“致密固化成型致密固

11、化成型”、“生生物質(zhì)壓塊物質(zhì)壓塊”。一、基本概念一、基本概念生物質(zhì)壓縮成型燃料：松散的秸桿、籽殼、樹枝、鋸末等纖生物質(zhì)壓縮成型燃料：松散的秸桿、籽殼、樹枝、鋸末等纖維質(zhì)、木質(zhì)生物質(zhì)廢料經(jīng)熱擠壓工藝制成的固形燃料。維質(zhì)、木質(zhì)生物質(zhì)廢料經(jīng)熱擠壓工藝制成的固形燃料。生物質(zhì)壓縮成型燃料類型生物質(zhì)壓縮成型燃料類型： 粒狀、棒狀、塊狀等粒狀、棒狀、塊狀等用途：用途：家庭取暖爐家庭取暖爐小型熱水鍋爐小型熱水鍋爐熱風爐熱風爐小型發(fā)電設施小型發(fā)電設施等等。等等。生物質(zhì)壓縮成型燃料特點：生物質(zhì)壓縮成型燃料特點：密度高、強度大密度高、強度大：體積縮小：體積縮小68倍，密度約為倍，密度約為1.11.4t/m3；熱值高

12、熱值高：熱值可達到：熱值可達到16.7MJ/kg，能源密度相當于中，能源密度相當于中質(zhì)煙煤；質(zhì)煙煤；燃燒性能好燃燒性能好：使用時火力持久，爐膛溫度高，燃燒：使用時火力持久，爐膛溫度高，燃燒特性明顯得到改善。特性明顯得到改善。形狀和性質(zhì)均一形狀和性質(zhì)均一：便于運輸和裝卸、適應性強、燃：便于運輸和裝卸、適應性強、燃料操作控制方便等。料操作控制方便等。二、生物質(zhì)壓縮成型原理（一）壓縮過程中生物質(zhì)的粒子特性（一）壓縮過程中生物質(zhì)的粒子特性 生物質(zhì)壓縮成型過程中粒子狀態(tài)變化生物質(zhì)壓縮成型過程中粒子狀態(tài)變化生物質(zhì)壓縮成型分為兩個階段。生物質(zhì)壓縮成型分為兩個階段。第一階段，初期，較低壓力傳遞至生物質(zhì)顆粒中，

13、使第一階段，初期，較低壓力傳遞至生物質(zhì)顆粒中，使原先松散堆積的原先松散堆積的固體顆粒排列結構開始改變固體顆粒排列結構開始改變，生物質(zhì)，生物質(zhì)內(nèi)部空隙率減少。內(nèi)部空隙率減少。第二階段，壓力逐漸增大時，生物質(zhì)大顆粒在壓力作第二階段，壓力逐漸增大時，生物質(zhì)大顆粒在壓力作用下用下破裂破裂，變成更加細小粒子，并，變成更加細小粒子，并發(fā)生變形或塑性流發(fā)生變形或塑性流動動，粒子開始充填空隙，粒子間更加緊密地接觸而互，粒子開始充填空隙，粒子間更加緊密地接觸而互相嚙合，一部分殘余應力貯存于成型塊內(nèi)部，使粒子相嚙合，一部分殘余應力貯存于成型塊內(nèi)部，使粒子間結合更牢固。間結合更牢固。成型物內(nèi)部粒子的粘結機制成型物內(nèi)

14、部粒子的粘結機制1962年德國的年德國的Rumpf針對不同材料的壓縮成型，將針對不同材料的壓縮成型，將成型物內(nèi)部的粘結力類型和粘結方式分成成型物內(nèi)部的粘結力類型和粘結方式分成5類類:固體顆粒固體顆粒橋接或架橋橋接或架橋(Solid bridge)；固體粒子間的固體粒子間的充填或嵌合充填或嵌合；自由移動液體的自由移動液體的表面張力和毛細壓力表面張力和毛細壓力；非自由移動粘結劑作用的非自由移動粘結劑作用的粘結力粘結力；粒子間的粒子間的分子吸引力分子吸引力(范德華力范德華力)或靜電引力?；蜢o電引力。壓縮過程的影響粒子變化的因素壓縮過程的影響粒子變化的因素含水率含水率。生物質(zhì)內(nèi)適量的結合水和自由水是一

15、種潤。生物質(zhì)內(nèi)適量的結合水和自由水是一種潤滑劑，使粒子間內(nèi)摩擦變小，流動性增強，從而促滑劑，使粒子間內(nèi)摩擦變小，流動性增強，從而促進粒子在壓力作用下滑動而嵌合。進粒子在壓力作用下滑動而嵌合。顆粒尺寸顆粒尺寸。構成成型塊的粒子越細小，粒子間充填程度就越高，構成成型塊的粒子越細小，粒子間充填程度就越高，接觸越緊密；接觸越緊密；當粒子的粒度小到一定程度當粒子的粒度小到一定程度( (幾百至幾微米幾百至幾微米) )后，成型后，成型塊內(nèi)部結合力方式和主次甚至也會發(fā)生變化，粒子間塊內(nèi)部結合力方式和主次甚至也會發(fā)生變化，粒子間分子引力、靜電引力和液相附著力分子引力、靜電引力和液相附著力( (毛細管力毛細管力)

16、 )開始上開始上升為主導地位。升為主導地位。（二）壓縮成型時生物質(zhì)的化學成分變化（二）壓縮成型時生物質(zhì)的化學成分變化（1）木質(zhì)素木質(zhì)素是生物質(zhì)固有的最好內(nèi)在粘接劑。是生物質(zhì)固有的最好內(nèi)在粘接劑。木質(zhì)素木質(zhì)素100才開始軟化，才開始軟化，160開始熔融形成膠體物開始熔融形成膠體物質(zhì)。質(zhì)。在壓縮成型過程中，木質(zhì)素在溫度與壓力的共同作用在壓縮成型過程中，木質(zhì)素在溫度與壓力的共同作用下發(fā)揮粘結劑功能，粘附和聚合生物質(zhì)顆粒，提高了下發(fā)揮粘結劑功能，粘附和聚合生物質(zhì)顆粒，提高了成型物的結合強度和耐久性。成型物的結合強度和耐久性。（2）水分水分是一種必不可少的自由基。是一種必不可少的自由基。水分流動于生物質(zhì)

17、團粒間，在壓力作用下，與水分流動于生物質(zhì)團粒間，在壓力作用下，與果膠質(zhì)或糖類混合形成膠體，起粘結劑的作用。果膠質(zhì)或糖類混合形成膠體，起粘結劑的作用。水分還有降低木質(zhì)素的玻變水分還有降低木質(zhì)素的玻變(熔融熔融)溫度的作用，溫度的作用，使生物質(zhì)在較低加熱溫度下成型。使生物質(zhì)在較低加熱溫度下成型。（3）半纖維素與纖維素的作用。）半纖維素與纖維素的作用。半纖維素水解轉化為木糖，也可起到粘結劑的作用。半纖維素水解轉化為木糖，也可起到粘結劑的作用。纖維素分子連接形成的纖絲，在粘聚體內(nèi)發(fā)揮了類纖維素分子連接形成的纖絲，在粘聚體內(nèi)發(fā)揮了類似于混凝土中似于混凝土中“鋼筋鋼筋”的加強作用，成為提高成型的加強作用，

18、成為提高成型塊強度的塊強度的“骨架骨架”。（4 4）其它化學成分的作用。）其它化學成分的作用。生物質(zhì)所含腐殖質(zhì)、樹脂、蠟質(zhì)等對壓力和溫度比較生物質(zhì)所含腐殖質(zhì)、樹脂、蠟質(zhì)等對壓力和溫度比較敏感。當采用適宜溫度和壓力時，也有助于在壓縮成型敏感。當采用適宜溫度和壓力時，也有助于在壓縮成型過程中發(fā)揮粘結作用。過程中發(fā)揮粘結作用。生物質(zhì)中的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素在不同高溫生物質(zhì)中的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素在不同高溫下，都能受熱分解轉化為液、固和氣態(tài)產(chǎn)物。下，都能受熱分解轉化為液、固和氣態(tài)產(chǎn)物。將生物質(zhì)熱解技術與壓縮成型工藝結合，利用熱解將生物質(zhì)熱解技術與壓縮成型工藝結合，利用熱解反應產(chǎn)生的熱解油或木焦

19、油作為黏結劑，有利于提高反應產(chǎn)生的熱解油或木焦油作為黏結劑，有利于提高粒子間的黏聚作用，提高成型燃料的品位和熱值。粒子間的黏聚作用，提高成型燃料的品位和熱值。二、生物質(zhì)壓縮成型的工藝流程生物質(zhì)收集生物質(zhì)收集工廠化加工主要涉及的問題：工廠化加工主要涉及的問題：加工廠的服務半徑；加工廠的服務半徑；農(nóng)戶供給加工廠的原料的形式；農(nóng)戶供給加工廠的原料的形式；原料狀況。原料狀況。物料粉碎物料粉碎木塊、樹皮、植物秸桿等尺寸較大的原料要時行粉碎，木塊、樹皮、植物秸桿等尺寸較大的原料要時行粉碎，粉碎作業(yè)盡量在粉碎機上完成；粉碎作業(yè)盡量在粉碎機上完成；鋸末、稻殼等只需清除尺寸較大的異物，無需粉碎。鋸末、稻殼等只需

20、清除尺寸較大的異物，無需粉碎。對顆粒成型燃料，一般需要將對顆粒成型燃料，一般需要將90%左右的原料粉碎到左右的原料粉碎到2mm以下，必要時原料需進行二次甚至三次粉碎。以下，必要時原料需進行二次甚至三次粉碎。常用粉碎機械：錘片式粉碎機。常用粉碎機械：錘片式粉碎機。干燥干燥干燥處理的原因：干燥處理的原因：水分含量超過經(jīng)驗值上限時，加工過程中當溫度升高水分含量超過經(jīng)驗值上限時，加工過程中當溫度升高時，體積突然膨脹，易發(fā)生爆炸造成事故；水分含量時，體積突然膨脹，易發(fā)生爆炸造成事故；水分含量過低時，會使范德華力降低，物料難以成型。過低時，會使范德華力降低，物料難以成型。物料濕度一般要求在物料濕度一般要求

21、在1015%之間，間歇式或低速壓之間，間歇式或低速壓縮工藝中可適當放寬?？s工藝中可適當放寬。常用干燥機有回轉圓筒干燥機、立式氣流干燥機。常用干燥機有回轉圓筒干燥機、立式氣流干燥機。出料口出料口排濕口排濕口驅動裝置驅動裝置干燥筒干燥筒進料口進料口熱風爐熱風爐回轉圓筒干燥機：回轉圓筒干燥機：構造：構造：優(yōu)點：優(yōu)點：生產(chǎn)能力大，運行可靠，操作容易，適應性強，流體生產(chǎn)能力大，運行可靠，操作容易，適應性強，流體阻力小，動力消耗低。阻力小，動力消耗低。缺點：缺點：設備復雜，體積龐大，一次性投資高，占地面積大。設備復雜，體積龐大，一次性投資高，占地面積大。干燥過程：干燥過程：原料進入干燥筒；原料進入干燥筒；

22、干燥筒作低速回轉運動。干燥筒向出口方向下傾干燥筒作低速回轉運動。干燥筒向出口方向下傾2 21010，并在筒內(nèi)安裝有抄，并在筒內(nèi)安裝有抄板。板。物料在隨干燥筒回轉時被抄起后落下，由熱風發(fā)生爐產(chǎn)生的熱風加熱干燥；物料在隨干燥筒回轉時被抄起后落下，由熱風發(fā)生爐產(chǎn)生的熱風加熱干燥；由于干燥筒的傾斜及回轉作用，原料被移送到出料口排出機外。由于干燥筒的傾斜及回轉作用，原料被移送到出料口排出機外。干燥筒內(nèi)操作方式：干燥筒內(nèi)操作方式：逆流操作逆流操作干燥器內(nèi)傳熱與傳質(zhì)推動力比較均勻，適干燥器內(nèi)傳熱與傳質(zhì)推動力比較均勻，適用于不允許快速干燥的熱敏性物料。干燥處理后物料用于不允許快速干燥的熱敏性物料。干燥處理后物

23、料含水率較低。含水率較低。順流操作順流操作適用于原料含水量較高，允許干燥速度快，適用于原料含水量較高，允許干燥速度快，在干燥過程中不分解，能耐高溫的非熱敏性物料。在干燥過程中不分解，能耐高溫的非熱敏性物料。上干燥管下干燥管分離器熱風爐加料口出料口抽風機立式氣流立式氣流干燥設備：干燥設備：構造：構造：特點：特點：原料在氣流中分散性好，故原料在氣流中分散性好，故干燥有效面積干燥有效面積大，干燥強大，干燥強度高，生產(chǎn)能力大，從而干燥時間大大縮短；度高，生產(chǎn)能力大，從而干燥時間大大縮短；干燥過程中采用順流操作，入口處氣溫高而原料溫度干燥過程中采用順流操作，入口處氣溫高而原料溫度大，能充分利用氣體的熱能

24、，故熱效率高；大，能充分利用氣體的熱能，故熱效率高；設備簡單，占地面積小，一次性投資少，可同時完成設備簡單，占地面積小，一次性投資少，可同時完成輸送作業(yè)，工藝流程簡化，便于實現(xiàn)自動化作業(yè)。輸送作業(yè)，工藝流程簡化，便于實現(xiàn)自動化作業(yè)。干燥過程：干燥過程：熱風發(fā)生爐產(chǎn)生的熱風在抽風機作用下被吸入干燥管熱風發(fā)生爐產(chǎn)生的熱風在抽風機作用下被吸入干燥管道內(nèi)；道內(nèi)；同時，被干燥的原料由加料口加入與熱風匯合，二者同時，被干燥的原料由加料口加入與熱風匯合，二者在干燥管內(nèi)充分混合并向前流動，完成干燥過程。在干燥管內(nèi)充分混合并向前流動，完成干燥過程。干燥后的物料被吸入離心分離器分離，然后從出料口干燥后的物料被吸入

25、離心分離器分離，然后從出料口排出。排出。濕空氣被風機抽出排放。濕空氣被風機抽出排放。預壓縮預壓縮為提高生產(chǎn)率，在推進器進刀前先把松散的物料預壓為提高生產(chǎn)率，在推進器進刀前先把松散的物料預壓一下，然后再推入成型模具。多采用螺旋推進器、液一下，然后再推入成型模具。多采用螺旋推進器、液壓推進器。壓推進器。壓縮壓縮F1機器主推力，機器主推力，F(xiàn)2摩擦力，摩擦力，F(xiàn)3模具壁的向心反作用壓力，模具壁的向心反作用壓力，模具內(nèi)壁的傾斜夾角。模具內(nèi)壁的傾斜夾角。影響影響F1大小的是大小的是F2和料塊的密度、直徑等，和料塊的密度、直徑等，影響影響F2大小的是大小的是和模具的溫度。和模具的溫度。是成型模設計的關鍵因

26、素，它隨著料塊的直徑、密度、原料是成型模設計的關鍵因素，它隨著料塊的直徑、密度、原料類型而有不同的要求。類型而有不同的要求。 的確定需要經(jīng)過試驗，一般從的確定需要經(jīng)過試驗，一般從3開開始，用插入法進行調(diào)試。始，用插入法進行調(diào)試。模具設計有內(nèi)模和外模，外模是不變的，內(nèi)?？梢哉{(diào)換。模具設計有內(nèi)模和外模，外模是不變的，內(nèi)?？梢哉{(diào)換。加熱加熱棒形成型機的加熱溫度一般在棒形成型機的加熱溫度一般在150300之間；之間；顆粒成型機沒有外熱源加熱，但成型過程中原料與機器工顆粒成型機沒有外熱源加熱，但成型過程中原料與機器工作部件之間的摩擦作用可將原料加熱到作部件之間的摩擦作用可將原料加熱到100左右。左右。加

27、熱方式：加熱方式：電阻絲加熱、導熱油加熱電阻絲加熱、導熱油加熱。應先預熱后開機。應先預熱后開機。也可加大成型模內(nèi)壁的夾角，利用擠壓過程中產(chǎn)生也可加大成型模內(nèi)壁的夾角，利用擠壓過程中產(chǎn)生摩擦熱摩擦熱加熱加熱。但動力消耗大，螺旋頭和模具磨損加劇，一般。但動力消耗大，螺旋頭和模具磨損加劇，一般3050h就得更換螺旋頭。就得更換螺旋頭。添加黏結劑添加黏結劑目的：目的：增加壓塊的熱值，同時增大黏結力。增加壓塊的熱值，同時增大黏結力。方法：加入方法：加入10%20%的煤粉或炭粉。的煤粉或炭粉。注意事項：添加要均勻，避免因相對密度不同造成不均注意事項：添加要均勻，避免因相對密度不同造成不均勻聚結；勻聚結；純

28、增加黏結力，減少動力輸入。純增加黏結力，減少動力輸入。要求：生物質(zhì)顆粒尺寸要小，便于黏結劑均勻接觸。一要求：生物質(zhì)顆粒尺寸要小，便于黏結劑均勻接觸。一般在預壓前輸送的過程中添加，以便于攪拌。般在預壓前輸送的過程中添加，以便于攪拌。保型保型目的：目的：使已成型的生物質(zhì)棒消除部分應力，使料塊形狀固定下來。使已成型的生物質(zhì)棒消除部分應力，使料塊形狀固定下來。方法：方法：在生物質(zhì)成型后的那段套筒內(nèi)進行。此段套筒內(nèi)徑略大于壓縮成型在生物質(zhì)成型后的那段套筒內(nèi)進行。此段套筒內(nèi)徑略大于壓縮成型的最小部位直徑，成型料進入后適量膨脹，消除部分應力。保型套的最小部位直徑，成型料進入后適量膨脹，消除部分應力。保型套筒

29、端部有開口，用以調(diào)整保型套筒的保型能力。筒端部有開口，用以調(diào)整保型套筒的保型能力。保型筒直徑的影響：保型筒直徑的影響：若保型筒直徑過大，生物質(zhì)會迅速膨脹，容易產(chǎn)生裂紋；若保型筒直徑過大，生物質(zhì)會迅速膨脹，容易產(chǎn)生裂紋；直徑過小，應力得不到消除，出品后會因溫度突然下降發(fā)生崩裂或直徑過小，應力得不到消除，出品后會因溫度突然下降發(fā)生崩裂或粉碎。粉碎。三、生物質(zhì)壓縮成型的工藝類型三、生物質(zhì)壓縮成型的工藝類型熱壓縮成型技術熱壓縮成型技術冷壓縮成型技術冷壓縮成型技術炭化成型技術炭化成型技術濕壓成濕壓成型型熱壓成熱壓成型型炭化成型炭化成型干燥干燥不炭化不炭化炭化炭化低密度低密度成型塊成型塊生物質(zhì)生物質(zhì)成型塊

30、成型塊成型炭成型炭塊塊擠壓成擠壓成型型生物質(zhì)壓縮成型的工藝形式生物質(zhì)壓縮成型的工藝形式生物生物質(zhì)燃質(zhì)燃料料“熱壓縮熱壓縮”顆粒成型技術顆粒成型技術定義：是把粉碎后的生物質(zhì)在定義：是把粉碎后的生物質(zhì)在220280高溫及高壓高溫及高壓下壓縮成下壓縮成1 t/m3左右的高密度成型燃料。左右的高密度成型燃料。“熱壓縮熱壓縮”技術的工藝由粉碎、干燥、加熱、壓縮、技術的工藝由粉碎、干燥、加熱、壓縮、冷卻過程組成。對成型前粉料含水率有嚴格要求，必冷卻過程組成。對成型前粉料含水率有嚴格要求，必須控制在須控制在8% 12%?！袄鋲嚎s冷壓縮”顆粒成型技術顆粒成型技術也稱濕壓成型工藝技術。對原料含水率要求不高。也稱

31、濕壓成型工藝技術。對原料含水率要求不高。其成型機理是在常溫下，通過特殊的擠壓方式，使粉其成型機理是在常溫下，通過特殊的擠壓方式，使粉碎的生物質(zhì)纖維結構互相鑲嵌包裹而形成顆粒。碎的生物質(zhì)纖維結構互相鑲嵌包裹而形成顆粒。因為顆粒成型機理的不同，因為顆粒成型機理的不同，“冷壓縮冷壓縮”技術的工藝只技術的工藝只需粉碎和壓縮需粉碎和壓縮2個環(huán)節(jié)。個環(huán)節(jié)。特點：特點：“冷壓縮冷壓縮”技術與技術與“熱壓縮熱壓縮”技術相比，具原料適用技術相比，具原料適用性廣，設備系統(tǒng)簡單、體積小、重量輕、價格低、可性廣，設備系統(tǒng)簡單、體積小、重量輕、價格低、可移動性強，顆粒成型能耗低、成本低等優(yōu)點。移動性強，顆粒成型能耗低、

32、成本低等優(yōu)點。炭化成型技術炭化成型技術根據(jù)工藝流程分為兩類：先成型后炭化、先炭化根據(jù)工藝流程分為兩類：先成型后炭化、先炭化后成型后成型先成型后炭化：先用壓縮成型機將生物質(zhì)物料壓先成型后炭化：先用壓縮成型機將生物質(zhì)物料壓縮成具有一定密度和形狀的棒料，然后在炭化爐縮成具有一定密度和形狀的棒料，然后在炭化爐內(nèi)炭化成為木炭。內(nèi)炭化成為木炭。先炭化后成型：先將生物質(zhì)原料炭化或部分炭化，然先炭化后成型：先將生物質(zhì)原料炭化或部分炭化，然后加入一定量的黏結劑壓縮成型。后加入一定量的黏結劑壓縮成型。特點：特點：炭化過程高分子組分受熱裂解轉化成炭，并釋放出揮發(fā)炭化過程高分子組分受熱裂解轉化成炭，并釋放出揮發(fā)分，其

33、擠壓加工性能得到改善，功率消耗也明顯下降。分，其擠壓加工性能得到改善，功率消耗也明顯下降。炭化后的原料在擠壓成型后維持既定形狀能力較差，故炭化后的原料在擠壓成型后維持既定形狀能力較差，故成型時一般都要加入一定量黏結劑。成型時一般都要加入一定量黏結劑。四、生物質(zhì)成型影響因素四、生物質(zhì)成型影響因素成型壓力成型壓力原料含水率原料含水率原料顆粒度原料顆粒度原料的種類原料的種類溫度溫度黏結劑黏結劑成型壓力成型壓力壓力作用：壓力作用：破壞原生物質(zhì)的物相結構，組成新的物相結構；破壞原生物質(zhì)的物相結構，組成新的物相結構；加強分子間的凝聚力，提高成型體的強度和剛度；加強分子間的凝聚力，提高成型體的強度和剛度；為

34、生物質(zhì)在模具成型提供必要的動力。為生物質(zhì)在模具成型提供必要的動力。當壓力較小時，密度隨壓力增加而增加的幅度較大，當壓力較小時，密度隨壓力增加而增加的幅度較大，當壓力增加到一定值以后，成型物密度的增加就變得當壓力增加到一定值以后，成型物密度的增加就變得緩慢。緩慢。成型壓力與模具的形狀尺寸有密切的關系。成型壓力與模具的形狀尺寸有密切的關系。原料含水率原料含水率水分過高時，加熱過程中產(chǎn)生的蒸汽不能順利地從燃水分過高時，加熱過程中產(chǎn)生的蒸汽不能順利地從燃料中心孔排出，造成表面開裂，嚴重時會伴有爆鳴。料中心孔排出，造成表面開裂，嚴重時會伴有爆鳴。若過低，成型很困難，因為微量水分對木質(zhì)素的軟化、若過低，成

35、型很困難，因為微量水分對木質(zhì)素的軟化、塑化有促進作用。塑化有促進作用。對于顆粒成型燃料，一般要求原料的含水率在對于顆粒成型燃料，一般要求原料的含水率在15% 25%；對于棒狀成型燃料，則要求原料的含水率不大；對于棒狀成型燃料，則要求原料的含水率不大于于10%。原料顆粒度原料顆粒度在相同的壓力及實驗條件下，原料粒徑越小，越易成在相同的壓力及實驗條件下，原料粒徑越小，越易成型。型。當成型方式已定，原料粒度應不大于成型料尺寸。當成型方式已定，原料粒度應不大于成型料尺寸。如：對于直徑如：對于直徑6mm的顆粒燃料，其原料粒度應小于的顆粒燃料，其原料粒度應小于5 。原料粒度還影響成型機的效率及成型物的質(zhì)量

36、。原料粒度還影響成型機的效率及成型物的質(zhì)量。原料粒度較大時，能耗大，產(chǎn)量小。原料粒度形態(tài)原料粒度較大時，能耗大，產(chǎn)量小。原料粒度形態(tài)差異較大時，成型物表面易產(chǎn)生裂紋。差異較大時，成型物表面易產(chǎn)生裂紋。但對有些成型方式，如沖壓成型時，要求原料有較但對有些成型方式，如沖壓成型時，要求原料有較大的尺寸或較長的纖維。大的尺寸或較長的纖維。原料的種類原料的種類不同種類原料的壓縮成型特性差異很大。不同種類原料的壓縮成型特性差異很大。原料種類不但影響成型質(zhì)量，且影響成型機的產(chǎn)量及動力原料種類不但影響成型質(zhì)量，且影響成型機的產(chǎn)量及動力消耗。消耗。在不加熱條件下，木材廢料一般較難壓縮，而纖維狀植物在不加熱條件下

37、，木材廢料一般較難壓縮，而纖維狀植物秸稈和樹皮等容易壓縮。但在加熱條件下，木材廢料反而秸稈和樹皮等容易壓縮。但在加熱條件下，木材廢料反而容易成型，而植物秸稈和樹皮等不易成型。容易成型，而植物秸稈和樹皮等不易成型。思考一下原因？思考一下原因？溫度溫度影響原料成型，而且影響成型機的工作效率。一般到影響原料成型，而且影響成型機的工作效率。一般到控制在控制在150 300 ，可根據(jù)原料形態(tài)進行調(diào)整。，可根據(jù)原料形態(tài)進行調(diào)整。加熱的作用：加熱的作用：使原料中含有的木質(zhì)素軟化，起到粘結劑的作用，使原料中含有的木質(zhì)素軟化，起到粘結劑的作用，使原料本身變軟，變得容易壓縮。使原料本身變軟，變得容易壓縮。加熱溫度

38、過低，不但原料不能成型，而且功耗增加；加熱溫度過低，不但原料不能成型，而且功耗增加；加熱溫度過高，電機功耗減小，但成型壓力變小，加熱溫度過高，電機功耗減小，但成型壓力變小，顆粒擠壓不實，密度變小，容易斷裂破損。且燃料表顆粒擠壓不實，密度變小，容易斷裂破損。且燃料表面過熱，容易燒焦，煙氣較大。面過熱，容易燒焦，煙氣較大。黏結劑黏結劑要求：必須能夠保證成型炭塊具有足夠的強度和要求：必須能夠保證成型炭塊具有足夠的強度和抗潮解性，而且在燃燒時不產(chǎn)生煙塵和異味，最抗潮解性，而且在燃燒時不產(chǎn)生煙塵和異味，最好黏結劑本身能夠燃燒。好黏結劑本身能夠燃燒。常用的黏結劑常用的黏結劑無機黏結劑：水泥、黏土、水玻璃等

39、；無機黏結劑：水泥、黏土、水玻璃等；有機黏結劑：焦油、瀝青、樹脂、淀粉等；有機黏結劑：焦油、瀝青、樹脂、淀粉等；纖維類黏結劑：廢紙漿、水解纖維等；纖維類黏結劑：廢紙漿、水解纖維等；四、 生物質(zhì)壓縮成型技術與設備機械驅動活塞壓縮機機械驅動活塞壓縮機液壓驅動活塞壓縮機液壓驅動活塞壓縮機雙螺桿擠壓機雙螺桿擠壓機單螺桿擠壓機單螺桿擠壓機加熱螺旋擠壓機加熱螺旋擠壓機螺旋擠壓成型技術螺旋擠壓成型技術活塞沖壓成型技術活塞沖壓成型技術壓輥式成型技術壓輥式成型技術壓輥成型機壓輥成型機（一） 螺旋擠壓成型技術（一）螺旋擠壓機類型雙螺桿擠壓機單螺桿擠壓機加熱螺旋擠壓機大型機：純壓縮型錐形螺桿壓縮機、雙螺桿壓縮機小型

40、機： 外部加熱成型螺旋擠壓機雙螺桿擠壓機：雙螺桿擠壓機：特點：特點：對原料的預處理要求不嚴，原料粒度在對原料的預處理要求不嚴，原料粒度在3080mm之間，之間，水分含量可高達水分含量可高達30%。物料干燥由機械壓縮來完成。需大型的電機，能耗較高；物料干燥由機械壓縮來完成。需大型的電機，能耗較高；推力軸承、密封裝置、齒輪傳動裝置需維護保養(yǎng)，成本增推力軸承、密封裝置、齒輪傳動裝置需維護保養(yǎng)，成本增加。加。單螺桿擠壓機：單螺桿擠壓機：生物質(zhì)原料被旋轉的生物質(zhì)原料被旋轉的錐形螺桿錐形螺桿壓入壓縮室，壓入壓縮室，然后被螺桿擠壓頭擠然后被螺桿擠壓頭擠入模具。入模具。特點：特點：螺旋頭和模具磨損嚴重，壽命短

41、（如花生殼原料螺旋頭和模具磨損嚴重，壽命短（如花生殼原料100h，稻殼稻殼300h），需采用硬質(zhì)合金，維修費用高。），需采用硬質(zhì)合金，維修費用高。加熱螺旋擠壓機加熱螺旋擠壓機在螺旋壓縮機壓縮成型在螺旋壓縮機壓縮成型筒外設置一加熱裝置，筒外設置一加熱裝置，使筒溫保持在使筒溫保持在220280，生物質(zhì)中的木，生物質(zhì)中的木素受熱塑化后具有粘性，素受熱塑化后具有粘性，降低螺旋壓縮成型設備降低螺旋壓縮成型設備從而的功耗。從而的功耗。制制 棒棒 機機（二） 活塞沖壓成型技術(一一)活塞沖壓原理：活塞沖壓原理：活塞后退活塞后退時，粉碎的生物質(zhì)原料從入料口進入套筒，時，粉碎的生物質(zhì)原料從入料口進入套筒，活塞前

42、進活塞前進時把原時把原料壓緊到減縮的錐形模具內(nèi)成型。料壓緊到減縮的錐形模具內(nèi)成型。在壓縮過程中由于在壓縮過程中由于摩擦生熱摩擦生熱作用，生物質(zhì)會被加熱，使生物質(zhì)中的木作用，生物質(zhì)會被加熱，使生物質(zhì)中的木質(zhì)素軟化起黏結作用；質(zhì)素軟化起黏結作用；也可采用對也可采用對模具模具外部加熱外部加熱的方式增強木質(zhì)素的黏結作用。的方式增強木質(zhì)素的黏結作用。活塞沖壓的特點活塞沖壓的特點優(yōu)點：優(yōu)點：與螺旋擠壓相比，改變了成型部件與原料的作用方式，沖與螺旋擠壓相比，改變了成型部件與原料的作用方式，沖頭與生物質(zhì)原料間沒有相對滑動，故磨損小，成型部件使頭與生物質(zhì)原料間沒有相對滑動，故磨損小，成型部件使用壽命大幅度提高，

43、單位產(chǎn)品能耗降低。用壽命大幅度提高，單位產(chǎn)品能耗降低。缺點：缺點：但作用時為間斷式?jīng)_擊，有不平衡現(xiàn)象，產(chǎn)品不適宜炭化。但作用時為間斷式?jīng)_擊，有不平衡現(xiàn)象，產(chǎn)品不適宜炭化。(1)機械驅動活塞壓縮機械驅動活塞壓縮依靠存儲于飛輪中的轉動動能，通過曲柄連桿機依靠存儲于飛輪中的轉動動能，通過曲柄連桿機構帶動活塞做高速往復運動，壓縮成型原料。構帶動活塞做高速往復運動，壓縮成型原料。生產(chǎn)能力大，產(chǎn)品密度大，但其設備龐大，震動生產(chǎn)能力大，產(chǎn)品密度大，但其設備龐大，震動強烈而且噪音劇烈。強烈而且噪音劇烈。(2) 液壓驅動活塞壓縮裝置液壓驅動活塞壓縮裝置利用液壓油缸所提供的壓力，帶動活塞沖壓生物質(zhì)利用液壓油缸所提供的壓力，帶動活塞沖壓生物質(zhì)成型。成型。運行穩(wěn)定性得到極大提高，產(chǎn)生的噪音也很小，明運行穩(wěn)定性得到極大提高，產(chǎn)生的噪音也很小，明顯改善了操作環(huán)境。顯改善了操作環(huán)境。根據(jù)液壓驅動方式，液壓驅動式成型機分為根據(jù)液壓驅動方式，液壓驅動式成型機分為單向驅單向驅動動和和雙向驅動雙向驅動。（三） 壓輥式成型技術成型模具直徑較小，而且每一個壓模盤片上有很多成型模具直徑較小，而且每一個壓模盤片上有很多成型孔，主要用于生產(chǎn)成型孔，主要用于生