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干货|研究生物质颗粒燃料的微观成型机理

2017-04-23 14:43:55 来源:网络
2.4玉米秸秆和木屑颗粒燃料对比

肉眼观察秸秆颗粒燃料表面裂纹比木屑颗粒燃料多,且表面较粗糙,易掰断。木屑颗粒较结实,不易掰断。颗粒燃料的两端,一端面呈“中心低,四周高”,另一端面呈“中心高,四周低”,木屑颗粒燃料端面的凸起和凹陷较秸秆颗粒燃料光滑。

颗粒燃料的横截面观察,可分三层,中心层的散粒体“平铺”,表层的散粒体“直立”,过渡层散粒体变形严重。颗粒燃料纵截面观察,颗粒燃料内部有裂缝存在,裂纹是导致生物质颗粒燃料易掰断的直接原因。不同原料裂纹的宽度不同,玉米秸秆原料的生物质颗粒燃料裂纹间距比木屑原料的生物质颗粒燃料大,且裂缝间隙宽,因此,秸秆颗粒较木屑颗粒更易掰断。秸秆颗粒燃料呈不规则鳞片状,木屑颗粒燃料呈层状,且中心凸起,散粒体分别向两边弯曲,原因是木屑散粒体较粉碎秸秆散粒体的粒度分布均匀,80%以上为粒度小于1mm的散粒体,且粒度较小,压缩成型后的散粒体排列较整齐。

以原料粉碎粒度的现状来看,压力相同时,秸秆颗粒燃料的颗粒绖密性稍差,若提高秸秆颗粒燃料绖密性,则秸秆所需压力要大于木屑原料。

采用秸秆生产生物质颗粒燃料的生产工艺中,应在秸秆粗粉后,再进行一次细粉,使秸秆粉料粒度变小,并使粒度分布更加均匀,可以提高生物质颗粒燃料的成型质量。但成本相应增加。

3结论

1)粉碎秸秆和木屑的微观形貌未发生本质变化,只表面细胞结构被损坏。颗粒燃料的微观形貌已完全变化,基本失去了原有的细胞结构微观形貌,散粒体揉合在一起形成新的微观形貌。

2)生物质颗粒燃料横截面的微观形貌观察,可将其形貌分成中心层、过渡层和表层三部分,中心层散粒体“平铺”,表层散粒体“直立”,过渡层散粒体挤压变形严重。

3)生物质颗粒燃料为分层压缩,颗粒燃料内部有裂纹存在,这与环模式成型机具的间断性压缩过程吻合。该压缩机理导致颗粒内部有断层,这是玉米秸秆颗粒燃料容易掰断的主要原因,若要提高秸秆颗粒燃料质量,应在压缩前对原料再进行细粉,减小原料的粒度,使粒度分布更加均匀,来提高散粒体结合能力。

4)秸秆颗粒燃料比木屑颗粒燃料的层间距大,导致木屑颗粒燃料的颗粒密度大于秸秆颗粒燃料。现有原料条件下,秸秆颗粒燃料比木屑颗粒燃料更难成型,若要提高秸秆颗粒燃料颗粒密度,秸秆原料压缩所需压力应大于木屑原料,可通过增加环模压缩比或适当增加环模转速等方式,来增加颗粒燃料密度。

[参 考 文 献]

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