生物质燃料模压成型技术
生物质成型以及炭化技术讲义
1.5 生物质成型燃料的性能指标
• 生物质成型燃料生产原料的种类不同，成型方式各异，使 得燃料的品质特性差异较大。 生物质成型燃料的品质特性包括成型块的物理特性和燃烧 特性。
• 1.5.1生物质成型燃料的物理特性 直接决定成型燃料的使用要求、运输要求和收藏条件。 衡量指标：松驰密度、耐久性
生物质成型燃料的物理特性
• ⑵物料粉碎
• 木块、树皮、植物秸杆等尺寸较大的原料要时行粉碎，粉 碎作业尽量在粉碎机上完成； 锯末、稻壳等只需清除尺寸较大的异物，无需粉碎。
• 对颗粒成型燃料，一般需要将90%左右的原料粉碎到2mm 以下，必要时原料需进行二次甚至三次粉碎。
• 常用粉碎机械：锤片式粉碎机。
• ⑶干燥
• 干燥处理的原因： 水分含量超过经验值上限时，加工过程中当温度升高时， 体积突然膨胀，易发生爆炸造成事故； 水分含量过低时，会使范德华力降低，物料难以成型。
• ②先炭化后成型：先将生物质原料炭化或部分炭化，然后 加入一定量的黏结剂压缩成型。
• 特点： 炭化过程高分子组分受热裂解转化成炭，并释放出挥发分， 因而其挤压加工性能得到改善，功率消耗也明显下降。 炭化后的原料在挤压成型后维持既定形状的能力较差，故 成型时一般都要加入一定量的黏结剂。
1.4 生物质成型影响因素
• 物料湿度一般要求在10～15%之间，间歇式或低速压缩 工艺中可适当放宽。
• 常用干燥机有回转圆筒干燥机、立式气流干燥机。
①回转圆筒干燥机： • 构造：
排湿口 干燥筒
进料口
热风炉
出料口 驱动装置
优点： 生产能力大，运行可靠，操作容易，适应性强，流体阻力小， 动力消耗低。 缺点： 设备复杂，体积庞大，一次性投资高，占地面积大。
生物质颗粒压缩成型工艺流程
生物质颗粒压缩成型工艺流程生物质颗粒压缩成型工艺形成有多种，根据主要工艺特征的差别，可划分为施压成型、热压成型和炭化成型三种基本的类型。
（1）、湿压成型湿压成型工艺常用含水量较高的原料，可将原料水浸数日后将水挤走，或将原料喷水，加黏结剂搅拌混合均匀。
一般是原料从湿压成型机进料口进入成型室，在成型室内，原料在压辊或压模的转动作用下，进入压模与压辊之间，然后被挤入成型孔，从成型孔挤出的原料已被挤压成型，用切断刀切割成一定长度的颗粒从机内排出，再进行烘干处理。
湿压成型燃料块密度通常较低。
湿压成型一般设备比较简单，容易操作，但是成型部件磨损较快，烘干费用高，多数产品燃烧性能较差。
尽管湿压成型有环模成型、平模成型、对辊成型、刮板成型、齿轮成型等多种机具类型，但目前应用范围不广，在东南亚国家和日本等地有些小规模的生产厂家。
(2)、热压成型 热压成型是目前普遍采用的生物质压缩成型工艺。
其工艺过程一般为：原料粉碎—干燥混合一挤压成型一冷却包装等几个环节。
由于原料的种类、粒度、含水率、成型方式、成型模具的形状和尺寸等因素对成型工艺过程和产品的性能都有一定的影响，所以具体的生产工艺流程以及成型机构和原理也有一定的差别。
但是在各种热压成型方式中，挤压成型环节都是关键的作业步骤。
（3）、炭化成型工艺炭化成型工艺的基本特征是，首先将生物质原料炭化或部分炭化，然后再加入一定量的黏结剂挤压成型。
由于原料纤维结构在炭化过程中受到破坏，高分子组分受热裂解转换成炭，并释放出挥发分(包括可燃气体、木醋液和焦油等)，因而其挤压加工性能得到改善，成型部件的机械磨损和挤压加工过程中的功率消耗明显降低。
但是，炭化后的原料在挤压成型后维持既定_形状的能力较差，储存、运输和使用时容易开裂或破碎，所以采用炭化成型工艺时，一般都要加入一定量的黏结剂。
如果成型过程中不使用黏结剂，要保护成型块的储存和使用性能，则需要较高的成型压力，这将明显提高成型机的造价。
生物质固化成型技术
环模
生物质固化成型技术
• 压辊式成型机基本工作部分由压辊和压模组成如 图2(c)所示,其中压辊可以绕自己轴转动。压辊的 外圈加工成齿或槽用于压紧原料不至于打滑。压 模有圆盘和圆环两种,压模上加工有成型孔。原料 进入压辊和压模之间,在压辊的作用下被压入成型 孔内,从成型孔压出的原料就变成圆柱形或棱柱形, 最后用切刀切成颗粒状成型原料。根据压模的形 式,压辊式成型机可分为环模成型机和平模成型机, 其中环模成型机有卧式和立式两种形式。
生物质固化成型技术
• 3主要技术参数和性能 • 序号名 称性能与参数 • 1系统生产能力600~800Kg/h • 2系统能耗≤70kWh/t • 3颗粒密度≥1g/cm3 • 4压模孔径4~8mm • 5颗粒机主电机55kw • 6颗粒机外型尺寸2230*850*1900mm • 7颗粒机重（不带生电物质固机化成）型技术1600Kg
炭 •
副产品
生物质固化成型技术
工艺类型
• 目前国内外使用的生物质固化成型技术主 要分三大类,即螺旋挤压成型技术、活塞冲
• 技术以及压辊式成型技术,见图2所示。这三 种技术有其各自己特点：
生物质固化成型技术
螺旋成型技术
生物质固化成型技术
半成品棒
生物质固化成型技术
螺旋成型机器
生物质固化成型技术
生物质固化成型技术
生物质固化成型技术
生物质固化成型技术
成型原理
• 稻壳、木屑等生物质中含有木素，木素在 适当温度下（200~300℃）会软化、液化， 此时加以一定的压力，使其与纤维素粘接， 并与临近颗粒互相胶接，冷却后固化成型。
生物质固化成型技术
• 2、工艺过程简图 • 原料 → 干燥 → 固化成型 → 碳化 木
生物质致密成型燃料
生物质致密成型燃料
1 生物质致密成型燃料的概念
生物质致密成型燃料是指将含有可再生能源的废弃物或植物材料
经过化学处理和物理压缩后形成的一种固体燃料，是一种绿色能源。
2 生物质致密成型燃料的分类
生物质致密成型燃料分为各种类型，例如生物炭、木屑颗粒、生
物质燃烧块、秸秆颗粒等。
它们都是由生物质处理成的固体燃料。
3 生物质致密成型燃料的生产过程
生物质致密成型燃料的生产过程包括生物质收集、输送、碾磨、
干燥、成型、冷却和包装等环节。
其中，成型是将生物质通过机械加
工和化学添加剂处理，制成符合标准的固体燃料，包括压缩成型和粒
化成型两种方法。
4 生物质致密成型燃料的优点
相较于常规煤炭燃料，生物质致密成型燃料具有多重优点。
首先，它们是可再生的，减少了对非可再生资源的依赖。
同时，这些燃料具
有较高的燃烧效率，对环境的污染也大大减少。
此外，与传统的散装
贮存方式相比，这些燃料的密度更高，可气化转换效率也更高。
5 生物质致密成型燃料的应用
生物质致密成型燃料在能源领域的应用越来越广泛。
它们作为煤
炭和天然气的替代品，可以广泛用于工业炉和家庭采暖。
此外，这些
燃料在农业和森林废弃的处理中也有广泛应用，可以有效地将废弃物处理成可再生的能源。
6 小结
生物质致密成型燃料是一种以生物质为原料制成的固体燃料，具有可再生、高效、低污染的特点。
这些燃料的应用也越来越广泛，成为当今能源领域的重要组成部分。
生物质成型——精选推荐
常规生物质成型技术的基本原理：一般生物质致密成型主要是利用木质素的胶黏作用。
农林废弃物主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，木质素为光合作用形成的天然聚合体，具有复杂的三维结构，是高分子物质，在植物中含量约为15%～30%。
当温度达到70～100℃，木质素开始软化，并有一定的黏度。
当达到200～300℃时，呈熔融状，黏度变高。
此时若施加一定的外力，可使它与纤维素紧密粘结，使植物体积大量减少，密度显著增加，取消外力后，由于非弹性的纤维分子间的相互缠绕，其仍能保持给定形状，冷却后强度进一步增加，成为成型燃料。
目前生物质成型的几种成型模式：1、活塞冲压成型：属于热压成型，产品一般为实心棒状，密度在800-1100Kg/m3,对秸秆含水率要求在15%-25%的范围内，长度小于30mm，产品主要用作燃料使用。
设备特点：设备价格高，易磨损，但是生产率高2、螺旋挤压成型：同属于热压成型，产品多为空心棒状，密度高达1100-1300 Kg/m3，要求秸秆含水率在6%-12%，且秸秆粒度要细，多以锯末作原料，产品主要用于生产机制木炭。
设备特点：螺旋杆容易损坏，使用寿命短，生产率较低，单位产品能耗高。
3、辊模挤压成型：辊模挤压成型有平模挤压成型和环模挤压成型，产品多为块状或颗粒状，用作燃料使用，颗粒状产品密度大于1000 Kg/m3，要求原料含水率在10%-15%范围，原料粒度较细，秸秆需粉碎的较细；块状产品密度在600-1000 Kg/m3,原料含水率在15%-30%范围，要求原料长度在20-50mm.平模挤压成型环模挤压成型以下介绍一种新的成型技术——Highzones成型技术Highzones成型技术是车载式生物质压缩成型技术的简称，由北京惠众实科技有限公司开发成功。
Highzones成型技术的成型机理：原生态生物质的结构特性，不是某一构成物质的单纯特性，而是其构成元素的综合特性。
纯粹的木质素不溶于水，但具有吸水性。
生物质(农作物秸秆)致密成型技术概述
2 成型原料问题 生物质原料的特点是具有季节性、分散性，因此严
重的影响了生物质致密成型燃料的工业化生产，根据 中国特色，必须考虑生物质的收集半径。建议采取分 散设点加工及就地使用和集中调配使用的方法。解决 上述问题。考虑到收集范围问题，生物质致密成型设 备的生产率不宜过大。 3 配套设备问题
结渣：是由于秸秆相对于煤和其它的燃料中的碱金属和氯的含量较 高(钾1%左右，氯0.8%左右，是突出特点）加之秸秆收集过程中 带入较多的的SiO2，就使其在燃烧过程中产生含有较多碱金属的 飞灰颗粒。这些颗粒易凝结在锅炉部分受热面上，一定程度下形 成玻璃状的结渣，是一种复杂混合物。严重的结渣会使锅炉停止 运转。
农林废弃物主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，木质素为 光合作用形成的天然聚合体，具有复杂的三维结构，是高分子物 质，在植物中含量约为15%～30%。当温度达到70～100℃，木 质素开始软化，并有一定的黏度。当达到200～300℃时，呈熔融 状，黏度变高。此时若施加一定的外力，可使它与纤维素紧密粘 结，使植物体积大量减少，密度显著增加，取消外力后，由于非 弹性的纤维分子间的相互缠绕，其仍能保持给定形状，冷却后强 度进一步增加，成为成型燃料。
CF型后，体积缩小，密度可达 1t/m3左右， 含水率在20%以下，便于贮存和运输。 成型燃料在燃烧过程中热值可达16000kJ/kg左右， 燃烧过程相对干净，热性能优于木材，体积发热量 与中质煤相当，可广泛用于民用炊事炉、取暖炉、 生物质气化炉、高效燃烧炉和小型锅炉，是易于进 行商品化生产和销售的可再生能源。
腐蚀：FeCL3 、碱金属 其它：我国化肥使用多，秸秆中N含量较高，据研究，N2O的温室
效应威力是CO2的296倍。还有一些燃烧微量元素的幅射都远远 大于其他燃料。
生物质成型燃料技术
根据运转方式的不同，可分为: 间歇式 连续式
炭化炉
四.生物质设备厂家分析
一.金旺国际
JW系列颗粒机设备价格配置表
二.山东宇冠机械有限公司
环模制粒机 价格：14.5万 产能：1-1.5吨/时
具体操作见加工视频 原料含水率:13%-15%
三.郑州同创机械
生物质压缩成型燃料特点：
密度高、强度大：体积缩小6~8倍，密度约为1.1~1.4t/m3； 热值高：热值可达到16.7MJ/kg，能源密度相当于中质烟煤； 燃烧性能好：使用时火力持久，炉膛温度高，燃烧特性明显得到改善 。 形状和性质均一：便于运输和装卸、适应性强、燃料操作控制方便等 。
生物质成型影响因素
常用干燥机有回转圆筒干燥机、立式气流干燥机。
回转圆筒干燥机： 构造：
排湿口 干燥筒
进料口
热风炉
出料口 驱动装置
优点： 生产能力大，运行可靠，操作容易，适应性强，流体阻力小， 动力消耗低。 缺点： 设备复杂，体积庞大，一次性投资高，占地面积大。
干燥过程： 原料进入干燥筒； 干燥筒作低速回转运动。干燥筒向出口方向下倾2～10°，并在筒内安装有抄 板。 物料在随干燥筒回转时被抄起后落下，由热风发生炉产生的热风加热干燥； 由于干燥筒的倾斜及回转作用，原料被移送到出料口排出机外。
加热
棒形成型机的加热温度一般在150~300℃之间； 颗粒成型机没有外热源加热，但成型过程中原料与机器工作部件之间的 摩擦作用可将原料加热到100℃左右。
加热方式： 电阻丝加热、导热油加热。应先预热后开机。
也可加大成型模内壁的夹角，利用挤压过程中产生摩擦热加热。 但动力消耗大，螺旋头和模具磨损加剧，一般30~50h就得更换螺旋头 。
生物质成型燃料技术及设备
生物质成型燃料技术及设备随着全球对环境保护与可持续发展的日益重视，生物质成型燃料技术成为一种备受关注的新型能源。
生物质成型燃料是通过压缩、成型、干燥等工艺将纤维素、木质素、半纤维素等生物质材料转化为可供燃烧的固体颗粒。
一、生物质成型燃料的优势（一）环保生物质成型燃料是一种清洁环保的能源，其燃烧过程中产生的二氧化碳与生物质的吸收过程相等，具有零排放、零污染的特点，不仅能够有效减少温室气体的排放，而且也有助于改善环境质量。
（二）可持续相比化石能源，生物质成型燃料可以被再生，能源的供应源源不断，能够满足可持续发展的需求，同时也有助于农村经济的发展，提高当地居民的就业和生活水平。
（三）使用灵活生物质成型燃料可以直接替代煤、油、天然气等传统能源，可以用于工业、家庭，也可以直接作为燃料供应给电厂等大型能源消耗单位，使用范围广泛、灵活。
二、生物质成型燃料的制作工艺（一）原料准备生物质成型燃料的原材料可以是农作物秸秆、木屑、锯末、花生壳等由植物制成的废弃物，也可以是动物粪便等由动物所产生的废弃物。
（二）碾粉生物质成型燃料制作的首要工艺是将原材料碾粉，使其变成适合成型的颗粒，可以采用切割机、破碎机、分离器等设备进行碾粉。
（三）干燥生物质成型燃料的制作需要将原材料中的水份进行蒸发，使其含水率在10%以下，因为原材料中含水量高，会使成型后的燃料热值降低，同时水份还会影响生物质颗粒的耐久性，造成颗粒的断裂、粉化等现象。
常用的干燥设备有烘箱、滚筒干燥机等。
（四）成型干燥后的生物质原料需要进行成型，成型方法分为两种：压制成型和挤压成型。
压制成型是利用模具将碾好粉的生物质原料按规定形状压成颗粒状，这种成型方式应用于小型燃料生产和家庭燃料使用。
挤压成型是利用挤压机将碾好粉的生物质原料加水后挤压成管型，通过切割出现的环形物称为螺旋成型颗粒。
这种成型方式适用于大型燃料生产和工业燃料使用。
（五）冷却与包装成型后的生物质颗粒需要进行冷却和包装，冷却过程使颗粒温度降至室温，以便保证燃料的质量。