生物質(zhì)制粒原理
生物質(zhì)成型是有條件的,它對原料的種類(lèi)、粒度、含水率都有一定的要求。植物細胞中除含有纖維素、半纖維素還含有木質(zhì)素(木素),木素是具有芳香族特性的結構單體,為丙烷型的立體結構高分子化合物。在闊葉木、針葉木中木素含量為27%~32%(干基),禾草類(lèi)木素含量為14%~25%。雖然在各種植物中都含有木素,但它們的組成、結構并不完全一樣。木素
屬非晶體,沒(méi)有熔點(diǎn)但有軟化點(diǎn),當溫度為70~110℃時(shí)粘合力開(kāi)始增加,木素在適當溫度下(100~200℃)會(huì )軟化、液化,此時(shí)加以一定的壓力使其與纖維素緊密粘接并與相鄰顆;ハ嗄z接,冷卻后即可固化成型,因此采用熱壓法成型秸稈(或木屑)燃料可不用任何添加劑、粘接劑,大大降低了加工成本,而且利用木素軟化、液化的特點(diǎn),適當提高熱壓成型時(shí)的溫度有利于減小擠壓動(dòng)力。
顯然,過(guò)低的溫度不足以使原料中木素塑化,過(guò)高的溫度原料分解嚴重,輸送過(guò)快,不能形成有效的壓力,也無(wú)法成型?傊,不同物料所需成型溫度相差不大,一般控制在100℃-200℃之間適宜。但是由于產(chǎn)量化的提高,大量的摩擦往往產(chǎn)生大量高溫,對設備會(huì )造成嚴重損傷,因此我們提出控制并維持制粒溫度很有必要。原料的含水率原料的含水率對顆粒的成型過(guò)程及產(chǎn)品質(zhì)量影響很大,當原料水分過(guò)高時(shí),加熱過(guò)程中產(chǎn)生的蒸氣不能順利地從燃料中心孔排出,造成表面開(kāi)裂,嚴重時(shí)產(chǎn)生爆鳴,但含水率太低成型也很困難,這是因為微量水分對木素的軟化、塑化有促進(jìn)作用。對木屑、秸稈等物料,成型的適宜含水率范圍為8%~14%(當然空氣當中濕度也有區別,可根據實(shí)際出料情況掌握控制)。不同種類(lèi)的物料雖木素含量有較大差異,但成型所需適宜含水率基本一致。