生物質能的利用(yòng)技術主要有生物(wù)質(zhì)熱裂解氣(qì)化技術、生物質熱裂解液(yè)化技術、沼氣技術、和生物(wù)質固化成型技術等。其中,固化成型技術生產(chǎn)的生物質燃料顆粒,可用於工業(yè)燃料、電廠發(fā)電和農村(cūn)居(jū)民做飯取暖等領域,在瑞典等歐洲國家已得到廣泛應用。據統計,2005年,世界生(shēng)物質固(gù)體成(chéng)型燃料的產量已突破420萬噸。我國對生物質(zhì)固化成(chéng)型技(jì)術的研究始於(yú)20世紀80年代,在生物質(zhì)螺旋擠壓成型、活塞壓縮成型和製粒機擠壓成型等方麵都有所突破。平模製粒機加工(gōng)生物質顆粒是固化成型技術的一種,近幾年在生物(wù)質製粒產業的發展過程中,平模機以其堅(jiān)固耐(nài)用、原料(liào)適應(yīng)性強等優點(diǎn)逐漸取得生產者的青睞,本文將就平模製(zhì)粒機加工生物質顆粒的工(gōng)作原理,生物質(zhì)原料的成型機理,平模機(jī)加工生物質顆粒的工(gōng)藝以及特點等方麵進行介(jiè)紹和(hé)討論。
按執行部件的運動狀態分,平模製粒機有動輥式(shì)、動模式、模輥雙動式三(sān)種,後(hòu)兩種常見於小型平模製粒機,較大機型一般用動輥式。按磨輥的形狀分,又可以(yǐ)分(fèn)為錐輥式和直輥式兩種(zhǒng)。直(zhí)輥(gǔn)動(dòng)輥式平模製粒機工作原理如圖1所示:電動機通過減速箱驅動主軸,主軸帶動磨(mó)輥,磨輥繞主軸公轉的(de)同時也繞(rào)磨輥軸自轉。加工顆粒時,生物質原料(liào)被送入平模機的(de)喂料(liào)室,在分料器和刮板的(de)共同(tóng)作用下均勻(yún)地鋪在平模上,主軸帶動的壓輥(gǔn)連續不斷地滾過料層,將物料(liào)擠壓進入模孔,物料在模孔中經曆成型、保型等過程,一定時間後以圓柱狀(zhuàng)態被擠出,旋轉的(de)切刀將物(wù)料切斷,形成顆粒,由掃(sǎo)料板將顆粒送出(chū)。
生物(wù)質原料主要含有纖維(wéi)素、半纖維(wéi)素和木質素等物質,其平模機模(mó)輥(gǔn)間的成型機理如(rú)下:供(gòng)料區內的物(wù)料在重力作用下緊貼(tiē)在平(píng)模上,當壓輥向前(qián)滾動,物料進入變形壓(yā)緊區,這時因受到擠壓,原料粒子不斷進入粒子間的空隙內(nèi),間隙中的空氣被排出,粒子間(jiān)的相互位置不斷更新,粒子間所有較大的空隙逐漸都被能進入(rù)的粒子占據。隨著壓輥繼續滾動,被壓實的原料進入擠(jǐ)壓成型(xíng)區,部分楔形區、模孔的錐孔部分和前半部分都屬於(yú)擠壓成型區,該區內,壓力繼續增加,粒子本身發生變形和塑性(xìng)流動,在垂直於最大主應力的方向被延展,並繼續充填周圍(wéi)較小的空隙,由於壓輥和物料間(jiān)的摩擦作用(yòng)加劇而產(chǎn)生大量熱量,導致原料中含有的木質素軟化,粘合力(lì)增加,軟化的木質素(sù)和生(shēng)物質中固有的纖維素聯合作用(yòng),使生物(wù)質逐漸成形,這時(shí)部分殘餘應力貯(zhù)存於成型塊內部,粒子結合牢固但不甚(shèn)穩定(dìng)。成型塊(kuài)在擠壓作(zuò)用下進入模(mó)孔的保型段(duàn),在該段不利於(yú)形狀保持的殘餘應力(lì)被消除,顆粒被定型。
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