生物质压缩成型省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。目录1.生物质固化成型基本理论2.生物质固化成型工艺3.生物质固化成型影响原因4.生物质固化成型物理性能衡量5.生物质固化成型设备第1页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。第2页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。粗粉碎干燥细粉碎原料仓颗粒成型冷却筛分包装图1 瑞典生物质固体成型工艺流程图第3页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。第4页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。生物质压缩成型，就是将各类生物质废弃物，如秸秆、稻壳、锯末、木屑等，采取机械加压方法，使原来分散、无定形原料压缩成含有一定形状、密度较大固体成型燃料。体积缩小68倍，密度为1.11.4t/m3能源密度相当于中质煤。压缩成型可分为两个阶段：第一阶段，在压力较低时，压力使原本较为涣散固体颗粒排列发生改变，生物质内部空隙降低；第二阶段，当压力逐步增大时，大颗粒破裂变为小颗粒，并发生变形或塑性流动，小粒子开始填充空隙，使颗粒间愈加紧密接触而相互嵌合，一部分残余应力则存放在压缩产品内部，使颗粒间结合愈加牢靠。第5页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。农林废弃物主要成份是纤维素、半纤维素、木质素。木质素为光合作用形成天然聚合体，含有复杂三维结构，在植物中含量普通为15%30%。是非晶体，没有熔点但有软化点，当70110时开始软化，含有一定粘度；当200300时粘度很高。第6页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。第7页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。第8页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。1.常温常压成型 在常温下，对纤维类原料进行水解处理，即把含有纤维类原料放入水中浸泡数日，使纤维变得柔软、湿润皱裂并部分将解，然后再压缩成型，使压缩特征显著提升，该工艺适合用于原料水分较高工艺；2.热压成型第9页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。是当前普遍采取生物质压缩成型方法。该成型工艺特点是原料在挤压同时对原料进行加热。加热作用是：使原料中木质素软化、熔融而成为天然粘结剂；使成型后燃料外表层炭化，表面粘结作用减小使其能 够顺利脱膜而不粘连，降低挤压时动力消耗；提供物料分子结构改变所需能量第10页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。3.预热成型与热压成型相比，先对原料进行预热处理，使生物质中木质素软化，增强粘结作用，降低原料与模具之间摩擦，使成型压力降低，增加了成型部件寿命。第11页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。4.炭化成型生物质炭化是将涣散生物质经烘干或晒干、粉碎，然后在制炭设备中，经干燥、干馏、冷却等工序，将生物质制成木炭过程。经过生物质炭化生产木炭称有机木炭。炭化后原料在压缩成型后生成产品力学性能较差，在存放、运输和使用时轻易开裂和破碎，所以在成型时需要加入一定量粘结剂，改变其力学性能。第12页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。炭化成型两种工艺流程图第13页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。1.含水率 在压缩成型时水分起到粘结、润滑和热传递作用。含水率太低，影响木质素软化，物料内摩擦力和抗压强度增大，压缩成型时所需压力增大、能耗增高。含水率太高，影响热量传递，并增大了物料与模具间摩擦力，压缩成型困难，成型燃料质量差；在高温时，大量水变成蒸汽，而没有及时从孔中排出可能会发生气堵或放炮现象。第14页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。2.成型压力 对生物质原料施加压力主要目标是：破坏物料原来物相结构，组成新物相结构；加强分子间作用力，使物料变得致密均实；为物料在模内成型及推进提供动力。伴随成型压力增大，成型块物质结协力增大，结合强度提升，致密度大。当压力到达一定值时，颗粒机械性能和松弛密度趋于平稳，无法产生显著改变。第15页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。当成型压力不足时,成型燃料密度达不到标准,成型物料表面粗糙,物料与模具之间摩擦力增大,成型过程将会极难进行；当压力较大时,物料轻易挤压成形,克服阻力，形成表面光滑且密度较高燃料；当压力过大时,成型较快，物料内部受力不均匀，燃料没有压实，其内部密度、强度和热值不达标第16页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。3.原料种类 原料是生物质成型燃料根本,不一样原料对应压缩条件也有差异,这是由原料内部木质素和纤维素含量不一样而引发。普通在不加热条件下(或当温度较低时),纤维素类植物(如秸秆、树皮等)较易成型,木材废料则难压缩,不易成型;不过在加热条件下(或当温度较高时),因为纤维素类植物含木质素较少,茹结能力弱,成型后勃结程度与低温状态相差不大;而木材废料中因为含有较多木质素,即使其本身难以压缩成型,但木质素软化能够起到赫结作用,在高温条件下成型反而轻易。第17页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。第18页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。第19页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。第20页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。4.原料粒度 原料粒度和均匀性差异影响生物质固化燃料成型质量、成型机效率、产量及能耗等。小颗粒有充填特征、流动特征和压缩特征。普通来说,粒度小原料轻易压缩,粒度大原料较难压缩。原料尺寸过大,轻易造成成型机工作不稳定、进料困难、压缩设备能耗大且产品成型效果不理想。第21页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。5.成型温度 加热使生物质物料到达适当温度,能够使生物质中所含木质素软化、熔融而成为粘结剂;使所压缩燃料外表层炭化,降低挤压动力消耗;提供物料分子结构改变所需能量。假如成型机模内达不到一定温度,一则加工原料过于坚硬不易被压缩;再则原料内木质素不能软化,无豁结作用,使得原料难以成型。第22页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。第23页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。6.添加剂和粘结剂膨润土、木质素磺酸盐、甘油、废弃物包装纸、亚麻纤维等。不但能够提升物理性能降低能耗还能够提升热值。第24页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。1.松弛密度2.耐久性 抗变形性 成型燃料抗变形性（抗压强度），是指成型燃料在破裂之前所能承受最大断裂载荷，主要反应成型燃料在承受外界压力作用条件下抗破坏能力。抗冲击性 抗渗水性和抗吸湿性第25页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。国内外常见压缩成型设备有：螺杆挤压式成型机活塞挤压式成型机压辊式成型机 平板模颗粒成型机 环模颗粒成型机第26页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。螺旋挤压成型技术有很多优点：成品密度高，成型棒料密度都在11001400kg/m3；生产连续性好；成品质量好，热值高，适合于加工成炭化材料。缺点：产量低、能耗高、螺旋杆易磨损等，原料要求苛刻。螺旋挤压成型机成型温度普通在220280，为了防止成型过程中原料水分快速汽化造成型块开裂，普通将原料含水率控制在8%12%，所以要对物料进行干燥处理，从而增加了成本。第27页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。活塞冲压技术优点：成型密度大，允许物料含水率较高。缺点：活塞做往复运动造成生产率不高且产品质量不稳定，不适合炭化，活塞轻易磨损，维修频率高。第28页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。图3 环模压辊式成型部件结构示意图早在19941998 年，江苏正昌集团企业联合中国林科院林产化学工业研究所便负担了“林业剩下物制造颗粒成型燃料技术研究”项目，该项目成功研制了以木屑和刨花粉为主要原料颗粒燃料成型机，其产品质量到达了日本“全国燃料协会”公布颗粒成型燃料标准特级或一级。缺点：生产成本高、寿命短等。第29页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。大型平模式制粒机含有很多优点：原料适应性广、产量大、吨料耗电低、辊模寿命长、成型密度可调等。第30页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。第31页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。谢谢谢谢第32页