含水率、成型压力和摩擦力等对生物质燃料致密成型的影响
生物质热解技术
生物质压缩成型技术1 压缩成型原理生物质主要有纤维素、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，属于高分子化合物，它在植物中的含量一般为15%~30%。
木质素不是晶体，没有熔点但有软化点，当温度为70-110℃时开始软化，木质素有一定的黏度；在200-300℃呈熔融状、黏度高，此时施加一定的压力，增强分子间的内聚力，可将它与纤维素紧密粘接并与相邻颗粒互相黏结，使植物体变得致密均匀，体积大幅度减少，密度显著增加，当取消外部压力后，由于非弹性的纤维分子之间相互缠绕，一般不能恢复原来的结构和形状。
在冷却以后强度增加，成为成型燃料。
压缩时如果对生物质原料进行加热，有利于减少成型时的挤压力。
对于木质素含量较低的原料，在压缩成型过程中，可掺入少量的黏结剂，使成型燃料保持给定形状。
当加入黏结剂时，原料颗粒表面会形成吸附层，颗粒之间产生引力，使生物质粒子之间形成连锁的结构。
这种成型方法所需的压力较小，可供选择的黏结剂包括黏土、淀粉、糖蜜、植物油和造纸黑液等。
2 压缩成型生产工艺压缩成型技术按生产工艺分为黏结成型、压缩颗粒燃料和热压缩成型工艺，可制成棒状、块状、颗粒状等各种成型燃料。
生物质—-干燥—-粉碎—-调湿—-成型—-冷却—-成型燃料主要操作步骤如下：（1）干燥生物质的含水率在20%-40%之间，一般通过滚筒干燥机进行烘干，将原料的含水率降低至8%-10%。
如果原料太干，压缩过程中颗粒表面的炭化和龟裂有可能会引起自燃；而原料水分过高时，加热过程中产生的水蒸气就不能顺利排出，会增加体积，降低机械强度。
（2）粉碎木屑及稻壳等原料的粒度较小，经筛选后可直接使用。
而秸秆类原料则需通过粉碎机进行粉碎处理，通常使用锤片式粉碎机，粉碎的粒度由成型燃料的尺寸和成型工艺所决定。
（3）调湿加入一定量的水分后，可以使原料表面覆盖薄薄的一层液体，增加黏结力，便于压缩成型。
（4）成型生物质通过压缩成型，一般不使用添加剂，此时木质素充当了黏合剂。
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。
第二章--生物质压缩成型技术
原料
木屑 秸秆
4 不成型 不成型
6 成型 成型
含水率/%
8
10
成型 成型
成型 成型
12 成型 成型
14 不成型 不成型
原料含水率的影响，对比生活中的和面
水太少
水太多 水适中
原料粒度的影响
对于某一确定的成型方式，原料的粒度大小应不大于某一尺寸。
粒度小 粒度大
延伸率或变形率大 延伸率或变形率大小
容易压缩 难压缩
2.5 生物质成型燃料的性能指标
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）
松弛密度 耐久性
2. 生物质成型燃料的燃烧特性
生物质成型燃料的物理特性
（1）松弛密度 生物质成型块在出模后，由于弹性变形和应力松弛，其压缩密 度逐渐减小，一定时间后密度趋于稳定，此时成型块的密度成 为松弛密度。
温度/oC原料来自180200220
240
260
280
木屑 不成型 不成型 成型缓慢 成型较快 成型快 不成型
秸秆 不成型 不成型 成型缓慢 成型较快 成型快 表面炭化
2.4 生物质压缩成型工艺技术
热压缩
压缩成型工艺类型
螺旋挤压 成型技术
活塞挤 压技术
压辊式成型技术
工作原理：采用压轮和模具之间挤压力摩擦力相互作用原理， 使物料获得成型。物料在加工过程中无需加入任何添加剂或 粘结剂。
1962年，德国Rumpf，黏结力类型和黏结方式分类：
➢固体颗粒桥接或架桥 ➢非自由移动黏结剂作用的黏结力 ➢自由移动液体的表面张力和毛细压力 ➢离子键的分子吸引力（范德华力）或静电引力 ➢固体粒子间的充填和嵌合
生物质压缩成型的粒子特性
生物质固体成型燃料加工生产线及配套设备
生物质固体成型燃料加工生产线及配套设备摘要：针对目前中国生物质原料复杂多样，以及生物质固体成型燃料加工过程中存在系统配合协调能力差、原料适应能力差、生产率低等问题。
该文采用模辊式成型原理，研发设计了有强制喂料系统的成型机以及配套设备，采用二次粉碎工艺以及连续喂料与调制喂料相结合的混配工艺，提出了能够适应多种生物质原料特性的固体成型燃料生产工艺路线，建立了生物质固体成型燃料生产线。
试验检测结果表明，采用生物质固体成型燃料生产线的每小时生产率比单机状态下提高了17.3%，经济效益提高13.3%，成型率达到98%，堆积密度和颗粒密度也明显高于单机，达到了设计要求。
实现了规模化、连续稳定生产，有利于中国生物质固体成型燃料产业化的发展。
0引言中国具有丰富的农作物秸秆资源和森林资源。
据统计，农作物秸秆年产量每年6亿t左右，约折合3亿t标准煤，林业剩余物约1.5亿t。
如何高效综合利用农作物秸秆、林业剩余物等生物质能已成为各国研究的重要课题，生物质固体成型燃料具有易运输、易点火、燃烧效率高、灰分少等优点，燃料密度为1.0～1.4t/m3，体积较原料缩小6～8倍，便于运输和装卸；能源密度相当于中质烟煤，燃烧性能好，热值高，火力持久，炉膛温度高，燃烧特性明显改善，灰分少，在燃烧过程中实现了“零排放”。
既可作为农村居民的炊事和取暖燃料，也可作为城镇区域供热和工业锅炉燃料，近年来越来越受到人们的广泛关注。
经过多年的开发研究，中国生物质固体成型燃料技术已经取得了阶段性成果，研发了螺旋挤压式、活塞冲压式、模辊碾压式3种固体成型燃料生产设备，促进了生物质固体成型产业的发展。
但总体来说发展比较缓慢，到2008年底，中国生物质固体成型燃料产量约为20万t，主要原因是中国幅员辽阔、各地气候差异大，生物质原料种类繁多、特性复杂，这对成型燃料加工工艺及设备提出了较高的要求。
同时，与国外技术相比还存在差距，仍有一些技术障碍亟待解决，突出表现在：一是与国外主要以木质原料为主不同，中国的生物质成型燃料主要以秸秆原料为主，因秸秆中砂石、硅化物等含量过高，对成型机的关键部件磨损严重；二是设备系统配合协调能力差，运行不稳定，生产率低。
生物质致密成型燃料
生物质致密成型燃料生物质致密成型燃料是一种新型的燃料，它采用生物质作为原料，经过加工处理后形成块状或球状的固体燃料。
这种燃料具有高能量密度、易于储存、运输和使用等特点，是一种非常有前途的燃料。
一、生物质致密成型燃料的原料生物质致密成型燃料的原料主要来自于农业、林业和工业废弃物等。
其中，农业废弃物包括秸秆、麦草、玉米芯等；林业废弃物包括木屑、树皮、枝条等；工业废弃物包括木材废料、纸张废料等。
这些废弃物通常都是在农业、林业和工业生产中产生的，如果不进行有效处理，就会对环境造成污染。
而将这些废弃物作为生物质致密成型燃料的原料，不仅可以减少污染，还可以有效利用资源。
二、生物质致密成型燃料的制备过程生物质致密成型燃料的制备过程包括原料处理、混合、压制和烘干等步骤。
首先，将原料进行去杂、破碎和筛选等处理，使其质量更加均匀。
然后，将不同种类的原料按一定比例混合，以达到最佳的燃烧效果。
接着，将混合后的原料放入压制机中进行压制，使其成为块状或球状。
最后，将压制好的生物质致密成型燃料放入烘干机中进行烘干，使其水分含量达到合适的标准，以便进行储存和使用。
三、生物质致密成型燃料的特点1.高能量密度生物质致密成型燃料的能量密度比传统的生物质燃料高出很多，可以达到4000千卡/千克以上。
这意味着同样的重量，生物质致密成型燃料可以提供更多的能量，使用更加经济。
2.易于储存、运输和使用生物质致密成型燃料的块状或球状形式使其易于储存和运输，可以方便地进行堆放和装载。
此外，生物质致密成型燃料可以直接用于燃烧，不需要进行任何处理或加工，使用也非常方便。
3.环保生物质致密成型燃料的原料来自于废弃物，其制备过程中不需要添加任何化学物质，对环境无污染，符合环保要求。
而且，生物质致密成型燃料的燃烧过程中产生的二氧化碳可以被植物吸收，形成一个循环，对环境的影响非常小。
四、生物质致密成型燃料的应用生物质致密成型燃料可以用于发电、供热、热水、炉具等多种领域。
生物质燃料成型技术研究现状
生物质燃料成型技术研究现状生物质燃料成型技术是一种将生物质原料加工成颗粒状或块状燃料的技术。
随着全球对可再生能源的需求增加，生物质燃料成型技术得到了广泛关注和研究。
本文将介绍生物质燃料成型技术的研究现状。
生物质燃料成型技术的原料主要包括农作物秸秆、木材废料、食品加工废弃物等。
这些原料具有丰富的能源含量和可再生特性，是理想的生物质燃料原料。
目前，研究者们致力于寻找更多的生物质燃料原料，并优化原料的利用方式，以提高生物质燃料的生产效率和经济性。
生物质燃料成型技术主要包括压制成型和颗粒成型两种方式。
压制成型是将生物质原料通过压力作用使其成型，常见的方法有压片法和压块法。
颗粒成型则是将生物质原料通过机械力和热力作用使其成型，主要有挤压成型和热压成型两种方法。
这些成型技术在生物质燃料生产中起到了至关重要的作用，研究者们通过改进成型工艺和设备，提高了生物质燃料的成型质量和生产效率。
生物质燃料成型技术还面临一些挑战和问题。
首先是原料的异质性和含水率的波动性，这对成型工艺和设备的稳定性提出了要求。
其次是成型过程中的能耗和环境污染问题，需要通过技术手段减少二氧化碳和颗粒物的排放。
同时，成型过程中的机械磨损和设备维护也是需要解决的问题。
为了解决这些问题，研究者们不断进行创新和改进。
他们通过改进原料预处理方法，减少原料的湿度和杂质含量，提高了成型工艺的稳定性。
同时，他们还研发了新型的成型设备，提高了生物质燃料的成型质量和生产效率。
此外，一些新技术的应用，如超声波成型和微波成型，也为生物质燃料成型技术的发展带来了新的机遇。
当前，全球各国都在加大对生物质燃料成型技术的研究和推广力度。
研究者们致力于改进成型工艺和设备，提高生物质燃料的成型效率和经济性。
同时，政府和企业也加大了对生物质燃料成型技术的支持和投资，推动其产业化和应用。
生物质燃料成型技术的研究现状显示出了巨大的发展潜力和广阔的市场前景。
生物质燃料成型技术是一项重要的可再生能源技术，具有重要的经济和环境效益。
生物质成型燃料生产与应用的问题分析
都先后开发研究 了冲压式成型机 、 辊模挤压式 颗粒成
型机 Ｊ ０世 纪 ５ 。２ ０年 代 ， ｔ 从 国外 引 进 技 术 后 Ｅ本 进 行 了改 进 ， 究 应 用 了螺 旋 式 挤 压 成 型机 ， 后 又 研 之 相 继产 生 了 以油 压 、 压 为 动力 的 活塞 式 生 物 质 压 缩 水
成 ，生 产 率 为 １０ ～２ ０ ｇｈ， 耗 为 １０ ２ ４ ｋ／ 能 ２ ．８ ～
２４１ ７ｋ ・ｈ ２ 。 ． Ｗ ／ｔ１］
２１ ０ １年 ８月
农 机 化 研 究
第 ８期
生 物 质 成 型 燃 料 生 产 与 应 用 的 问 题 分 析
张 国梁 ，张振 涛 ，孙 照斌 ，曲保 雪 ，李 成华 ，徐 长 明
（ ． 北 农 业 大学 林 学 院 ，河 北 保 定 １河 ０ １０ ７ ０ ０；２ 中 国科 学 院 理 化 技 术 研 究 所 ，北 京 １ ０ ９ ． ０ １ ０；３ ．沈 阳
理 工 大 学 机 械 工 程 学 院 ， 沈 阳 １ ０ ６ １ ８；４ 中 国水 利 水 电第 十 六 工 程 局 第 二 分 局 ，福 州 ３ ０ １ １ ． ５ ０ ９）
摘 要 ：生 物 质 致密 成 型 技 术 是 生物 质 能 转 换 的方 式 之 一 。 国 内外 已经 对 生 物 质 致 密 成 型 做 了大 量 的研 究 ， 但
１ 国 内外 生 物 质 成 型 燃 料 技 术 发 展 现 状
１ １ 国 外发 展 现 状 ．
省连云港东海粮食机械厂于 １８ ９ ６年引进 了一 台 Ｏ Ｍ Ｂ
一
８ ８棒状 燃 料 成 型 机 。１９ ９３年 前 后 ， 国从 国 外 引 我
农业固体废物的生物质成型燃料利用
农业固体废物的生物质成型燃料利用一、概述生物质成型燃料是以锯末、秸秆和稻壳等农业固体废物为主要原料，通过加压、加热作用将原来松散的原料压缩成具有一定形状和密度的热值高、燃烧充分的成型环保燃料，是一种洁净低碳的可再生能源。
农业行业标准《生物质固体成型燃料技术条件》（ＮＹ／Ｔ１８７８—２０１０）中将生物质固体成型燃料（ｄｅｎｓｉｆｉｅｄｂｉｏｆｕｅｌ）定义为以生物质为主要原料，经过机械加工致密成型生产的具有规则形状的固体燃料产品。
相比散碎状农业固体废物，生物质成型燃料燃烧特性明显改善，作为锅炉燃料，挥发少、黑烟少，火力持久、炉膛温度高，耐贮存，运输、使用方便，同时对环境污染少，是替代常规化石能源的优质环保燃料。
美国于２０世纪３０年代就开始研究生物质压缩成型技术，研制出了螺旋压缩机。
日本于２０世纪５０年代从国外引进技术后进行了改进，研制出棒状燃料成型机及相关的燃烧设备，并建立了日本压缩成型燃料工业体系。
２０世纪７０年代后期，由于出现世界能源危机，西欧许多国家如芬兰、比利时、法国、德国、意大利等也开始重视燃料技术的研究，研发出了冲压式成型机、颗粒成型机及配套的燃烧设备。
２０世纪８０年代，泰国、菲律宾和马来西亚等国家也相继进行棒状成型燃料的开发。
目前，美国、荷兰和瑞典的生物质成型燃料的生产都实现了工厂化或产业化。
随着世界各国对生物质能源的重视和生物质压缩技术的不断改进，２０１０年全世界生物质固体成型燃料产量已超过１５００万ｔ。
我国在生物质成型燃料上的研究和应用起步较晚。
２０世纪８０年代初，秸秆能源利用引起各级政府和有关部门的重视，生物质成型燃料技术和炭化技术在“七五”和“八五”期间有了较大的发展，尤其在“八五”期间，我国对生物质压缩成型技术进行了重点科技攻关，同时引进了国外先进机型，开发了螺旋推进式秸秆成型机，并经消化、吸收，研制出适合我国国情的各种类型生物质压缩成型机，用于生产棒状、块状或颗粒生物质成型。
生物质颗粒燃烧结焦的原因
生物质颗粒燃烧结焦的原因引言：生物质颗粒是一种可再生能源，被广泛应用于家庭取暖和工业燃烧。
然而，在使用生物质颗粒燃烧时，经常会出现结焦的问题，影响了燃烧效率和设备的寿命。
本文将探讨生物质颗粒燃烧结焦的原因，并提出相应的解决方法。
一、生物质颗粒的结构和成分生物质颗粒是由植物纤维素、半纤维素和木质素等有机物质组成的。
这些有机物质在生物质颗粒中以纤维状和颗粒状存在。
纤维状的有机物质主要是纤维素和半纤维素，而颗粒状的有机物质主要是木质素。
这些有机物质在燃烧过程中会发生各种化学反应，从而导致结焦的形成。
二、生物质颗粒燃烧结焦的原因1. 纤维素和半纤维素的热解反应纤维素和半纤维素是生物质颗粒中主要的可燃成分。
在高温下，纤维素和半纤维素会发生热解反应，产生大量的挥发性有机物和焦油。
这些挥发性有机物和焦油会附着在生物质颗粒表面，形成结焦物质。
2. 木质素的聚合反应木质素是生物质颗粒中的次要成分，但它在燃烧过程中也会发生聚合反应。
聚合反应会使木质素分子之间发生交联，形成高分子聚合物。
这些聚合物会附着在生物质颗粒表面，进一步促进结焦的形成。
3. 温度和氧气不足生物质颗粒燃烧过程中的温度和氧气供应是结焦的重要因素。
当燃烧温度较低或氧气不足时，燃烧反应无法充分进行，挥发性有机物和焦油无法完全燃烧，从而导致结焦的产生。
4. 燃料颗粒的物理性质燃料颗粒的物理性质也会影响结焦的程度。
燃料颗粒的大小、密度和形状都会影响燃烧过程中的气固两相传质和传热效率，从而影响结焦的形成。
三、解决生物质颗粒燃烧结焦的方法1. 控制燃烧温度和氧气供应合理控制燃烧温度和氧气供应是防止生物质颗粒结焦的有效方法。
通过增加燃烧温度和提供足够的氧气，可以使挥发性有机物和焦油充分燃烧，减少结焦的产生。
2. 优化燃烧设备和燃烧条件优化燃烧设备和燃烧条件也可以减少生物质颗粒的结焦问题。
例如，可以采用预处理技术，将生物质颗粒进行干燥和粉碎，提高燃烧效率。
此外，还可以改进燃烧设备的设计，提高气固两相传质和传热效率，减少结焦的发生。
生物质锅炉燃料水分大时燃烧存在的问题
生物质锅炉燃料水分大时燃烧存在的问题原文出自于豫鑫锅炉：/article/6091.html 投入到生物质锅炉的燃料水分大、热值低，严重影响锅炉燃烧，造成了炉排振动时炉膛爆燃、火焰烟气扰动太大，灰的含碳量太高，锅炉效率降低。
生物质锅炉机组，由于不能适应水分大于60%的入炉燃料，锅炉已经不能形成正常的燃烧工况了。
因此，造成了以下现象的发生：1．生物质锅炉燃烧冒正压、炉灰含碳量高生物质锅炉投产以来，由于燃料发热量低为7000kj/kg左右，水分大于50%。
当锅炉带到高负荷时，锅炉内首先形成水蒸气释放吸热，然后才是燃烧放热的过程，并以锅炉频繁的冒正压的形式反映出来。
锅炉里大量的水蒸气降低了炉膛温度，加入的氧在水蒸气的环绕下，形成屏障，难以与火焰进行充分混合，以致燃烧缺氧，如果弥补这部分氧量，就要加大风量，风量加大了，势必造成烟气流速增加。
炉内穿透火焰的烟气就会快速流动，以至影响了锅炉的稳定燃烧，造成炉内燃烧时间不够，大量可燃物逸出。
2．尾部烟道飞灰带火星由于大量不完全燃烧的飞灰进入尾部烟道，所以在预除尘器和灰库放灰时，灼热的飞灰遇到空气，就会看到明显的火星，这样就容易烧坏除尘器布袋，还会加速引风机叶轮的磨损。
3．生物质锅炉带高负荷困难增加生物质锅炉负荷，就需要增加给料量和风量。
负荷越高炉内扰动就越大。
低热值、高水分的燃料燃烧时，形成的膨胀气雾充斥炉膛，远远超过了锅炉设计所允许的极限，锅炉没有足够的空间容纳吸热、放热过程，瞬间产生的烟气体积急剧变化。
在极强烈的扰动下，正、负压波动形成，造成了明显的动态不平衡。
在这样的工况下，不能形成较高的锅炉容积热负荷，燃烧强度不够，就无法生成满足高负荷需要的热量，并且生成燃烧不充分所造成的可燃灰分。
出现以上几种情况后，我们应该如何调整生物质锅炉的燃烧情况呢？请看下篇文章小编的讲解！。
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含水率、成型压力和摩擦力等对生物质燃料致密成型的影响
本文主要介绍含水率、成型压力和摩擦力等对生物质燃料致密成型的影响。
1、原料含水率
对于普通的生物质致密成型，一般原料含水率范围在10％～20％。
含水率过高或过低都不能很好的成型，达不到预期目标。
含水率太低时，物料比较干燥，物料与成型模具之间以及物料与物料之间的摩擦力增大，虽然温度升高，木质素软化，但是水分太少不能促进木质素塑化和物料之间的粘结，致密成型很困难，而且造成太多的压缩能消耗。
当原料含水率太高时，由于挤压摩擦产生的热量使温度升高，能促进木质素的软化和粘结作用，但是部分热量消耗在蒸发多余水分上，会降低物料的传热速度，造成能量损失，水分太多成型产品的松弛比比较大，成型表面不够光滑。
参考资料：
2、成型压力
压力是生物质原料致密成型的关键因素之一，为物料在模具中挤压成型提供动力。
压力的大小不仅影响成型机的产量，而且对成型产品质量的影响很大，所以施加适当的压力对生物质原料进行挤压致密成型很关键。
当施加压力较小时，成型产品的密度不够，表面粗糙，压力过小时，不能克服物料与模具之间的摩擦阻力，致密成型过程将无法进行。
当压力较大时，物料容易挤压变形，进入成型模具克服物料与模孔壁的摩擦阻力进而成型，得到的产品质量表面光滑，密度高，压力过大时，物料受力比较大在成型模具中流动比较快，而且受力不均匀，造成成型产品没有压实，内部密度小，强度和热值都达不到要求。
3、摩擦力
摩擦力是物料的挤压成型过程中的关键因素之一，特别是在常温挤压成型中更为关键。
在物料挤压成型过程中，物料主要受到的就是外界施加的压力和它与模具之间的摩擦力，由于摩擦力的作用，在模具中产生了热量可以软化木质素，使物料相互之间更容易结合在一起，对致密成型效果起到很大的作用。
但是摩擦力的存在也使得在挤压过程中消耗更多的能量。
有专家研究得出在压缩成型过程中施加的力主要用于克服摩擦阻力，用在挤压的能量只占了35％左右。
不同因素对生物质致密成型影响各有差异，单独考虑一个方面的因素比较片面，所以综合考虑压缩方式以及压缩对象差异，根据实际的生产情况选择最佳的成型条件。