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生物质颗粒燃料成型条件的研究

作者:admin 时间:2020-09-27 23:51

  我的煤炭网音信新能源技艺材料生物质颗粒燃料成型前提的研讨

  摘要:解析了正在常温前提下分娩生物质颗粒燃料的技艺前提、兴办体例及其现实运转处境;研讨了环模压缩比、原料品种和原料含水率等成分对颗粒燃料密度的影响;总结了高密度颗粒燃料正在较低能耗状况下的成型前提。该研讨工举动生物质颗粒燃料技艺的开采及物业化操纵奠定了根基。

  以松散的生物质正在常温前提下分娩颗粒燃料是生物质能最直接、最容易的运用形式。近年来,生物质颗粒燃料的分娩已惹起高度珍爱和寻常眷注,邦度的可再生能源物业发扬策划及干系战略更为生物质颗粒燃料的推行操纵起到了远大的推进效率。

  分娩生物质颗粒燃料的症结是具有职能优良、运转容易的颗粒燃料分娩兴办。本文以自制生物质颗粒燃料兴办,研讨了玉米秸秆、豆秆、稻壳、芦苇等4种原料正在常温下的成型前提,得回了一系列对开采分娩兴办及分娩颗粒燃料具有指挥道理的法则。

  遵循成型兴办的分娩本领及对原料粒度的恳求,对玉米秸秆、豆秆、芦苇等物料实行破裂执掌。破裂后的物料粒径小于10mm;木屑、稻壳等物料无须再破裂即可直接成型。玉米秸秆、豆秆、稻壳、芦苇4种原料均取自辽宁省营口地域,锯末是大连地域木料加工场的烧毁物。玉米秸秆、稻壳、豆秆均产自上一年,芦苇、锯末均产自当年。

  ①分辨采用玉米秸秆、稻壳、锯末、芦苇、豆秆5种原料,正在环模压缩比(压力为25~65Mpa)为3.5,4.0,4.5,5.0,5.5的工况下,测试区别原料的成型前提,算计出颗粒燃料成型的趋向。

  ②以玉米秸秆、稻壳、锯末、芦苇、豆秆为原料,正在环模压缩比为3.5,4.0,4.5,5.0,5.5的工况下,测试成型颗粒产物的外观质料、密度,绘制性格弧线,确定百般原料成型时产物的质料、密度与环模压缩比的相干。

  ③正在确定最佳成型环模压缩比的工况下,以含水率为9%,12%,15%,18%,21%的玉米秸秆和芦苇为原料,测试兴办体例的能耗,产物的外观质料、密度,绘制性格弧线,确定这一类农作物秸秆成型的最适宜水分限度。

  ④正在确定最佳成型环模压缩比和最适宜成型水分限度的工况下,分辨以4种粒度(大于10mm,5~10mm,1~5mm,小于1mm)的玉米秸秆和芦苇为原料,测试产物的外观质料、密度,确定这类农作物秸秆最适宜的成型粒度限度。

  布局松散、密度较小的生物质物料正在受到外力效率后,原料将始末从新摆列名望、刻板变形、弹性变形、塑性变形阶段。非弹性或粘弹性纤维素分子之间的互相围绕和绞合,使物料体积缩小,密度增大(图1)。

  图2是玉米秸秆、芦苇、豆秆、锯末4种物料颗粒燃料的密度与压缩比的相干弧线可睹,玉米秸秆和芦苇成型颗粒抵达较高的密度时所需压缩比一致;锯末成型颗粒抵达较高密度时需求较大的压缩比。这一结果反应了区别品种的生物质物料的构制布局和构成因素的不同。生物质要紧由纤维素、半纤维素、木质素等组成,木质素是由苯丙烷布局单体组成的具有三维空间布局的自然高分子化合物。正在常温前提下,木质素正在水及常用的有机溶剂中险些不溶化,正在加热前提下也不软化,其含量对物料成型影响不大。纤维素是植物细胞壁的要紧因素之一,它是由葡萄糖构成的线形高分子。纤维素的含量越高,分析植物细胞刻板构制尤其达,颗粒成型时就需求更大的压力。

  生物质内纤维素含量断定了其常温成型的难易水平。生物质原料纤维素含量的解析结果验证了试验结果(外1)。

  环模压缩比的巨细断定了成型压力的巨细。玉米秸秆、芦苇等原料的纤维素含量少,受到外力挤压时易爆发形变,以是成型时所需的环模压缩比小,即成型压力较小;锯末的纤维素含量高,成型时所需的环模压缩比大,即成型压力较大。所以,采用区别生物质原料分娩成型颗粒燃料,应采用区别的环模压缩比,原料中纤维素含量亲切的生物质物料可采用一致压缩比的环模。

  由外2~4可看出,对付上述几种原料,跟着环模压缩比的加大,颗粒密度增大,能耗加众,产量抬高。当抵达必然压缩比时,成型颗粒的密度加众较小,能耗相应加众,而产量却有所消浸。试验注脚,以豆秆作原料,采用压缩比为4.0的环模;以玉米秸秆作原料,采用压缩比为4.5的环模;以锯末作原料,采用压缩比为5.0的环模,颗粒燃料的密度均能知足质料恳求,且兴办体例能耗较低。

  统一种原料正在区别压缩比环模中成型,颗粒燃料的密度随压缩比的增大而渐渐增大,并正在必然压缩比限度内,密度维系相对巩固,当压缩比增大到必然水平时,原料会由于压力过大变成出料不畅而不行成型。因为稻壳的粒度大,且灰分较众,所以稻壳难以变成颗粒。对付统一种物料,为得回较大的颗粒密度,应策画采用较大的环模压缩比。

  生物质原料的粒度对成型前提有很大影响。由外5可能看出,跟着玉米秸秆和芦苇原料粒度的增大,其成型颗粒密度渐渐减小,当原料粒度大于10mm时成型成就极差,以至不行型,但原料粒度太小也会影响颗粒密度。所以,以玉米秸秆、芦苇等生物质作原料实行颗粒燃料的分娩时,其粒度维系正在1~5mm较为适宜。

  物料颗粒密度与含水率的相干如图3,图4所示。由图3,图4可能看出,跟着原料含水率的加众,成型颗粒燃料的密度随之增大,当抵达必然的适宜含水率限度时,颗粒燃料的密度抵达最大并维系相对巩固;当原料的含水率加众到必然水平后,颗料燃料的密度起首消浸,最终导致无法成型。

  生物机体内存正在适量的团结水和自正在水,它们具有润滑剂的效率,使粒子间的内摩擦变小,滚动性加强,从而增进粒子正在压力效率下滑动而嵌合。当生物质原料的含水率过低时,粒子得不到填塞延展,与周围粒子团结不敷密切,是以不行成型;当含水率过高时,粒子假使正在笔直于最大主应力目标上可能填塞延展,粒子间可能啮合,但因为原料中较众的水分被挤出后,漫衍于粒子层之间,使得粒子层间不行密切贴合,所以不行成型。

  以是,以玉米秸秆、芦苇等生物质作原料实行颗粒燃料的分娩时,原料的含水率应维系正在12%~18%较为适宜,最佳含水率为15%。

  正在常温前提下,生物质原料正在压缩成型经过中,粒子爆发变形后以互相啮合的体例团结,而粒子层之间以互相贴合的体例团结。原料中纤维素含量断定了成型的难易水平,纤维素含量越高,成型越容易。原料粒度和含水率对成型前提有昭彰影响,粒径为1~5mm、含水率为12%~18%时,分娩的颗粒燃料密度最大。

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