生物質壓縮成型技術 5.1 生物質壓縮成型技術 5.2 生物質固硫型煤技術.

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1 生物質壓縮成型技術 5.1 生物質壓縮成型技術 5.2 生物質固硫型煤技術

2 5.1 生物質壓縮成型技術 5.1.1 壓縮成型原理 我們已經知道，各種農林廢棄物主要由纖維素、半纖維素和木質素組成。木質素為光合作用形成的天然聚合體，具有複雜的三維結構，屬於高分子化合物。

3 5.1 生物質壓縮成型技術 木質素有一定的黏度；在200～300℃呈熔融狀、黏度高，此時施加一定的壓力，增强分子間的內聚力，可將它與纖維素緊密粘接並與相鄰顆粒互相黏結，使植物體變得緻密均匀，體積大幅度減少，密度顯著增加。當取消外部壓力後，由於非彈性的纖維分子之間的相互纏繞，一般不能恢復原來的結構和形狀。

4 5.1 生物質壓縮成型技術 5.1.2 壓縮成型生產工藝 農林廢棄物的壓縮成型技術按生產工藝分為黏結成型、壓縮顆粒燃料和熱壓縮成型工藝，可製成棒狀、塊狀、顆粒狀等各種成型燃料（見彩圖5、彩圖6），壓縮成型的工藝流程見圖5.1。 圖5.1 生物質壓縮成型製作流程

5 5.1 生物質壓縮成型技術 主要操作步驟如下： 1. 乾燥 2. 粉碎 3. 調濕
4. 成型：生物質通過壓縮成型，一般不使用添加劑，此時木質素充當了黏合劑。生物質壓縮成型的設備一般分為螺旋擠壓式、活塞衝壓式和環模滾壓成型，如圖5.2所示。

6 圖5.2 生物質壓縮成型機

7 5.1 生物質壓縮成型技術 螺旋擠壓式和活塞衝壓式兩者的技術對比參見表5.1。 參數 螺旋 擠壓式 活塞 衝壓式 原料最佳含水率/% 8～9
10～15 密度/（t/m3） 1～1.4 1～1.2 接觸部位磨損 在螺旋處有 較大的磨損 活塞和模有 輕度磨損 維護費 燃燒性能 低 非常好 高 一般 工作方式 連續 間斷 炭化 適宜 不適宜 動力消耗/[（kW·h）/t] 60 50 均匀性 均匀 不均匀

8 5. 冷却 圖5.3 生物質造粒成型工藝流程

9 5.1.3 生物質成型燃料特性 表5.2 生物質成型燃料特性及其影響 參數 影 響 的 因 素 含水率 熱值 Cl N S K
Mg、Ca和P 重金屬 灰分含量 灰分熔點 堆積密度 實際密度 顆粒燃料尺寸 可儲存性、熱值、損失、自燃 可利用性、工程的設計 HCl、二噁英和呋喃的排放，對過熱器的腐蝕作用 NOx、HCN和N2O的排放 SOx的排放 對過熱器的腐蝕作用，降低灰分熔點 提高灰分熔點，影響灰分的使用 污染環境，影響灰分的使用和處理 含塵量，灰分的處理費用 使用的安全性 運輸和儲存的成本、配送方案的設計 燃燒特性（包括傳熱率和氣化特性） 可流動性、搭橋的趨勢

10 5.1 生物質壓縮成型技術 歐洲標準化委員會也正在制定生物質燃料質量標準。奧地利和美國質量標準可參見表5.3。 參數
奧地利 ONORM M7135 美國 木材 樹皮 標準燃料 高級燃料 外形 顆粒，直徑4～20mm，長度＜100mm 棒狀，直徑20～120mm，長度＜400mm 直徑6～7.5mm，長度＜360mm 直徑6～7.5mm，長度＜360m 堆積密度/（kg/m3） ＞639 實際密度/（kg/dm3） ＞1.0 含水率/% ＜12 灰分/% ＜0.5 ＜6.0 ＜3 ＜1 低位熱值/（MJ/kg） ＞18.0

11 5.1 生物質壓縮成型技術 5.1.4 主要用途與存在問題 生物質壓縮成型燃料的燃燒過程近似於煤的燃燒過程，可分為乾燥、揮發分析出及著火燃燒、焦炭著火燃燒等過程。當燃料受熱時，燃料表面的水分首先蒸發出來，進行乾燥；當温度繼續升高，將發生熱解反應，使成型燃料中揮發分析出，揮發分析出後餘下即焦炭；揮發分比焦炭易於著火，當温度足夠高時，揮發分首先著火，形成離開顆粒一定距離的明亮火焰；當揮發分被燃盡時，焦炭開始燃燒，出現極短的藍色火焰。

12 圖5.4 生物質顆粒為燃料的採暖爐

13 5.2 生物質固硫型煤技術 生物質固硫型煤技術是指將通過破碎和乾燥處理的煤和農作物秸秆和雜草等生物質，按一定比例摻混，加入固硫劑，利用生物質中的木質素、纖維素、半纖維素等的黏結與助燃作用，經高壓成型機壓制而成。

14 5.2 生物質固硫型煤技術 5.2.1 生物質固硫型煤生產工藝
生物固硫型煤乾法成型包括煤處理系統、生物質處理系統和成型系統等，工藝流程見圖5.5。

15 圖5.5

16 5.2 生物質固硫型煤技術 5.2.2 生物質固硫型煤燃料特性 1. 點火性能 2. 燃燒機理 3. 固硫特性