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、粒度、含水率都有一定的要求。植物細(xì)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(jié)構(gòu)單體,為丙烷型的立體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)并不完全一樣。木素
屬非晶體,沒有熔點但有軟化點,當(dāng)溫度為70~110℃時粘合力開始增加,木素在適當(dāng)溫度下(100~200℃)會軟化、液化,此時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,適當(dāng)提高熱壓成型時的溫度有利于減小擠壓動力。
顯然,過低的溫度不足以使原料中木素塑化,過高的溫度原料分解嚴(yán)重,輸送過快,不能形成有效的壓力,也無法成型?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(shè)備會造成嚴(yán)重?fù)p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程及產(chǎn)品質(zhì)量影響很大,當(dāng)原料水分過高時,加熱過程中產(chǎn)生的蒸氣不能順利地從燃料中心孔排出,造成表面開裂,嚴(yán)重時產(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、塑化有促進作用。對木屑、秸稈等物料,成型的適宜含水率范圍為8%~14%(當(dāng)然空氣當(dāng)中濕度也有區(qū)別,可根據(jù)實際出料情況掌握控制)。不同種類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。