生物质颗粒机的四种主要成型工艺

生物质颗粒机的四种主要成型工艺

随着环保意识的增强和对可再生能源的需求增加，生物质能源技术越来越受到关注。生物质颗粒机作为生物质能源的重要生产设备，其成型工艺直接影响到燃料的质量和生产效率。本文将介绍生物质颗粒机的四种主要成型工艺：湿压成型、热压成型、碳化成型和常温成型。

湿压成型工艺

湿压成型是将原料在常温下浸饱数日，使其湿润皱裂并部分降解，然后利用高压将其水分挤出，挤压成生物质颗粒燃料。

热压成型工艺

热压成型是目前普遍采用的生物质挤压成型工艺。植物中含有的木质素是具有芳香族特性的结构单体，属非晶体，没有熔点有软化点。当温度达70-110℃时开始软化且粘合力开始增加，在达到300℃以上时，软化程度加剧达到液化。此时施加一定的压力，使其与纤维素紧密粘接，并与邻近颗粒互相胶接，冷却后即可固化成型。热压成型的主要工艺参数是温度、压力。据研究，对木屑秸秆和果壳等生物质的温度和加压情况是：温度为靠模具边界处为230～470℃；成型燃料所承受的压力是一个由低到高的过程，一般压力为50～400MPa，其工艺过程一般可分为原料粉碎、干燥混合、挤压成型和冷却包装等几个环节。由于原料的种类、粒度、含水率等因素对成型工艺过程有一定的影响，所以具体的生产工艺流程以及成型机结构和原理也有一定的差别，但是挤压成型作业在各种成型方式中都是关键。

碳化成型工艺

碳化成型有两种情况，一种是指先用成型机将物料挤压成燃料棒，然后用炭化炉将燃料棒炭化成木炭的过程，其工艺流程为：原料→粉碎→干燥→成型→炭化→冷却→包装。这种工艺没有将物料挤压成型与炭化过程结合起来，两者相对独立；第二种情况则是将挤压成型和热解炭化有机结合，使其前后连续。

常温成型工艺

生物质原料是由纤维构成的，被粉碎后的生物质原料质地松散，在受到一定的外部压力后，原料颗粒先后经历位置重新排列、颗粒机械变形和塑性流变等阶段。开始压力较小时，有一部分粒子进入粒子间的空隙内，粒子间的相互位置不断改变，当粒子间所有较大的空隙都被能进入的粒子占据后，再增加压力，只有靠粒子本身的变形去充填其周围的空隙。这时粒子在垂直于最大主应力的平面上被延展，当粒子被延展到与相邻的两个粒子相互接触时，再增加压力，粒子就会相互结合，这样，原来分散的粒子就被压缩成型，同时其体积大幅度减小，密度则显著增大。由于非弹性或粘弹性的纤维分子之间的相互缠绕和咬合，在外部压力解除后，一般都不能再恢复到原来的结构形状。应用这一原理，可以实现自然状态下的常温压缩成型。该成型技术的工艺流程为：原料一预处理（削片或粉碎）一成型一包装。它比加热成型技术减少了原料烘干、成型时加热和降温等3道工序，可节约能耗44%～67%。在能源紧缺的今天，常温成型是生物质成型燃料的发展方向。