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1、平模制粒機平模制粒機加工生物質(zhì)燃料的工作特性分析中國新能源網(wǎng)
2、2008-10-299:52:00
3、新能源論壇
4、我要供稿????生物質(zhì)能的利用技術(shù)主要有生物質(zhì)熱裂解氣化技術(shù)、生物質(zhì)熱裂解液化技術(shù)、沼氣技術(shù)、和生物質(zhì)固化成型技術(shù)等。其中，固化成型技術(shù)生產(chǎn)的生物質(zhì)燃料顆粒，可用于工業(yè)燃料、電廠發(fā)電和農(nóng)村居民做飯取暖等領(lǐng)域，在瑞典等歐洲國家已得到廣泛應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計，2005年，世界生物質(zhì)固體成型燃料的產(chǎn)量已突破420萬噸。我國對生物質(zhì)固化成型技術(shù)的研究始于20世紀80年代，在生物質(zhì)螺旋擠壓成型、活塞壓縮成型和制粒機擠壓成型等方面都有所突破。平模制粒機加
5、工生物質(zhì)顆粒是固化成型技術(shù)的一種，近幾年在生物質(zhì)制粒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中，平模機以其堅固耐用、原料適應(yīng)性強等優(yōu)點逐漸取得生產(chǎn)者的青睞，本文將就平模制粒機加工生物質(zhì)顆粒的工作原理，生物質(zhì)原料的成型機理，平模機加工生物質(zhì)顆粒的工藝以及特點等方面進行介紹和討論。????平模制粒機的工作過程與顆粒成型機理1.電動機2.傳動箱3.主軸4.喂料室5.壓輥6.均料板7.平模8.切刀9.掃料板10.出料口圖1平模制粒機Figure1?Flatdiepelletmill????按執(zhí)行部件的運動狀態(tài)分，平模制粒機有動輥式、動模式、模輥雙動式三種，后兩種常見于小型平模
6、制粒機，較大機型一般用動輥式。按磨輥的形狀分，又可以分為錐輥式和直輥式兩種。直輥動輥式平模制粒機工作原理如圖1所示：電動機通過減速箱驅(qū)動主軸，主軸帶動磨輥，磨輥繞主軸公轉(zhuǎn)的同時也繞磨輥軸自轉(zhuǎn)。加工顆粒時，生物質(zhì)原料被送入平模機的喂料室，在分料器和刮板的共同作用下均勻地鋪在平模上，主軸帶動的壓輥連續(xù)不斷地滾過料層，將物料擠壓進入模孔，物料在?？字薪?jīng)歷成型、保型等過程，一定時間后以圓柱狀態(tài)被擠出，旋轉(zhuǎn)的切刀將物料切斷，形成顆粒，由掃料板將顆粒送出。圖2顆粒成型機理示意圖Figure2?Theprocessofpelletization????生物
7、質(zhì)原料主要含有纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等物質(zhì)，其平模機模輥間的成型機理如下（見圖2）：供料區(qū)內(nèi)的物料在重力作用下緊貼在平模上，當(dāng)壓輥向前滾動，物料進入變形壓緊區(qū)，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的粒子占據(jù)。隨著壓輥繼續(xù)滾動，被壓實的原料進入擠壓成型區(qū)，部分楔形區(qū)、?？椎腻F孔部分和前半部分都屬于擠壓成型區(qū)，該區(qū)內(nèi)，壓力繼續(xù)增加，粒子本身發(fā)生變形和塑性流動，在垂直于最大主應(yīng)力的方向被延展，并繼續(xù)充填周圍較小的空隙，由于壓輥和物料間的摩擦作用加劇而產(chǎn)生大
8、量熱量，導(dǎo)致原料中含有的木質(zhì)素軟化，粘合力增加，軟化的木質(zhì)素和生物質(zhì)中固有的纖維素聯(lián)合作用，使生物質(zhì)逐漸成形，這時部分殘余應(yīng)力貯存于成型塊內(nèi)部，粒子結(jié)合牢固但不甚穩(wěn)定。成型塊在擠壓作用下進入?？椎谋Ｐ投?，在該段不利于形狀保持的殘余應(yīng)力被消除，顆粒被定型。????工藝過程與試驗??平模機加工生物質(zhì)顆粒基本工藝過程如圖3所示，生物質(zhì)原料經(jīng)過破碎和粉碎后進入干燥環(huán)節(jié)。水分合適的物料經(jīng)混合調(diào)質(zhì)后進入平模機制粒。從制粒機出來的顆粒經(jīng)過冷卻和篩分，得到成品，然后包裝或者散裝出廠。圖3生物質(zhì)燃料制粒工藝Figure3?themanufacturingpro
9、cessesofbiomassfuelpellets????生物質(zhì)制粒的基本工藝步驟大體類似，然而由于原料的物性不同、成型機的工作原理不同，具體的工藝過程還是有所區(qū)別，對平模機制粒的關(guān)鍵工藝步驟具體介紹如下：????粉碎環(huán)節(jié),平模機制粒時，原料粒徑越小，粒子之間越容易互相充填、嵌合，因此制粒機的單位產(chǎn)量平均能耗就越小，平模和壓輥等易損件的磨損速度也較慢，制成顆粒的抗?jié)B水性和硬度等指標(biāo)也越高，然而一味追求粒徑的減小會使粉碎環(huán)節(jié)的能耗驟升，因此應(yīng)當(dāng)在滿足平模制粒機加工要求的前提下，使粒徑盡量大些。事實上，能夠壓制大粒徑的原料是平模機的優(yōu)勢之一，一
10、般對作物秸稈等原料，其最大顆粒外形尺寸要求小于2×2×30mm，而對于木質(zhì)原料，則要求更嚴格一些。????干燥環(huán)節(jié),干燥的主要目的是調(diào)節(jié)原料的含水率，使其穩(wěn)定均一，適合制粒機加工，在制粒成型過程中，合適的水分一方面能夠傳遞壓輥的壓力，另一方面能起到潤滑劑的作用，輔助粒子互相填充，從而促進原料成型。但是含水率過大時，水分容易在顆粒之間形成隔離層，使得層間無法緊密結(jié)合，擠出的顆粒容易膨脹散開，不能成型，因此控制合適的原料含水率在加工過程中尤為重要。一般從自然界中收集的生物質(zhì)原料含水率大部分分布在20-40%之間，高的能達到55%，平模制粒機加工生
11、物質(zhì)原料時，要求原料的水分在10-14%之間，當(dāng)加工玉米秸稈一類含糖較多的原料時含水量可允許稍高。常規(guī)的干燥工藝一般用帶式干燥器、滾筒干燥器、廂式干燥器等設(shè)備進行，
