生物质成型颗粒燃料的生产技术路线:原料粉碎预处理→原料喂人与控制→生物质升温预压→颗粒机压制成型→堆放与包装→储存。这是从生产实际出发建立的系统技术路线,主要思路是:成型质量与各项指标的实现都不是孤立的,不同的成型颗粒燃料产品,有相应的原料要求,不合格的原料和预处理方式,不可能生产出合格成型产品;同时产品的质量好坏,最终检验标准是成型颗粒燃料在燃烧设备中的应用效果。与此同时,在生产过程中,还存在如何保证松弛密度(成型颗粒燃料从成型腔出口后保留下来的密度,一般是指降到常温时的密度),如何保证生产的成型颗粒燃料不吸湿返潮,如何降低成型颗粒燃料破碎率等问题。这些问题的避免或解决需要通过制定科学合理的技术路线来实现,富通新能源生产销售的秸秆颗粒机、木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料如下图所示:2、生物质成型颗粒燃料成型工艺制定
生物质成型工艺的选择和制定应考虑以下因素。
1)按供热要求选择合适密度和形状的成型颗粒燃料类型
我国生物质成型颗粒燃料按标准规定分为颗粒、块状、棒状。进行成型工艺设计之前首先要确定生产的产品拟用于何种燃烧设备。例如,大型锅炉或蒸汽锅炉可选择棒状燃料,家庭取暖的高档燃炉可选木质颗粒燃料;小锅炉、热水炉、家用普通“半汽化炉”可选块状燃料等。
2)以成型机为核心,选择系统加工设备
不同成型颗粒燃料类型需要选择不同的成型颗粒机来生产。木质颗粒燃料一般用环模颗粒机,原料粉碎要求较高,多有揉搓工序,原料颗粒大小1~5mm;秸秆块状燃料,目前可选用立式滚压环模块状成型机,粉碎采用切断机,不需揉搓程序,原料粉碎粒度10~30mm;棒状成型颗粒燃料直径一般为35~45mm,这类燃料外形、密度等质量指标及市场销售情况都比较好,适用于在现代工业用能设备中作为煤的替代燃料,目前国内生产的这类成型设备有机械式和液压式两种。
对不同成型机需要制定不同的生产工艺。制定工艺时主要应考虑:原料类型,原料含水率,设备是否有外加热设施,设备喂人方式,冷态启动难易程度等。
前已叙及,木质素在生物质成型过程中发挥了重要的黏结剂作用。在成型过程中为了让木质素的黏性表现得更加突出,现代的成型工艺往往采用加热的方法,通过给生物质原料加热来让木质素软化、产生黏性。加热软化木质素一般有两种方法:一是通过外部热源加热,可以有电加热器、高温蒸汽或者高温导热油等多种形式,也称为热压成型工艺;二是通过成型模具与原料间摩擦产生热量来加热生物质原料,又称为常温成型工艺。
热压成型工艺:外加热源将木质素软化的热压成型技术,有利于减少直接的挤压动力,同时由于加热的高温能够将原料软化,在一定程度上提高了原料颗粒的流动性,有效减少生物质原料颗粒对模具的磨损.提高模具寿命。研究认为,同等材料的模具,使用外加热源的成型模具比靠摩擦产生热量软化木质素的模具寿命高10~100倍。
需要说明的是,前几年在中国成型颗粒燃料市场曾经有一种“冷成型”的说法,这没有科学根据。经证实,所谓“冷成型”只是炒作的一个概念,其实质就是颗粒燃料(平模或环模)常温成型,成型过程中有模具与原料之间摩擦产生的热量促使原料木质素升温软化起到黏结剂作用而完成成型过程,此类技术属于常温成型技术。
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