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为了提高生产率,在推进器“进刀”前先把松散的物质预压一下,然后再推到成型模前。预压多采用螺旋推进器、液压推进器,也有手工预压的,生产时可根据生产规模自主选择。压缩中“成型模”是原料成型的关键,它呈前大后小的锥形,物料进入后受主推力、摩擦力和模具的向心反作用力三种力作用,模具分为内模和外模,外模不变,内模可调换,夹角一般从3°开始调试。
压缩成型过程中的加热一方面可以是原料中含的木质素软化,起到粘结的作用;另一方面还可以使原料本身变软,容易压缩。或者加入粘结剂,例如加入10%—20%的煤粉或炭粉可以达到增加压块热值的作用,再者加入粘结剂可增加粘结力便于成型。保型是在生物质成型后的一段套筒内进行的,其内径略大于压缩成型的最小部位直径,以便使已成型的物料消除部分应力,随着温度的降低固定形状。最后是切割、包装与运输给用户。生物质压缩成型燃料可广泛应用于各种类型的家庭取暖炉、热水锅炉、热风炉和小型发电设备,是煤料的一种很好的替代品。
3 生物质的热化学转化
随着人类的进步和社会的发展,人们对能源的需求数量越来越多,品位越来越高,对生物质能的利用也改变了传统的直接燃烧方式,先将其转化为高品位能源,然后再进行利用。在转换技术方面最近大力发展的新技术主要有气化技术和干馏技术。
3.1气化技术
生物质气化是生物质热化学转换的一种技术,是在不完全燃烧条件下,将原料加热,使较高分子量的有机碳氢化合物链裂解,变成家底分子量的CO、H2、CH4等可燃气体,在转换过程中要加气化剂。秸秆、稻壳、柴草等农业废弃物气化利用热值高。据测算,直接燃烧只能利用其热值的20%,这不但造成了资源的极大浪费,而且焚烧的烟雾也对大气环境造成了严重污染;若将其放到气化炉灶内燃烧,则可使热值的利用率提高到80%以上,机械统一控制空气的供给量,可使燃烧充分,烟尘排放量少,残余的灰烬也很少(小于7%),比一般农家直接燃烧热值利用率可提高60%以上。
气化器的基本原理是,热蒸汽、氧气与物料一起反应,反应温度从几百度到近千度,压力从1到30个大气压。这个过程一开始,挥发分释放出来,留下了木炭,这两种物质和热蒸汽氧气反应,最后生成了“发生炉煤气”,主要含一氧化碳和氢气,同时还有少量的甲烷、烃类和凝聚的焦油,当然还有二氧化碳和水。接下来将干净的气体分离出来使用。若这个过程使用的是空气,则气体中还含有氮气,最后气体的低热值在3—5MJ/m3。如果利用纯氧热值会提高一些。建议使用压缩成型后的生物质燃料这样可以提高燃气的热值。
3.2生物质干馏制气
生物质干馏技术以其燃气热值高、产能大等优势,成为生物质能利用的一个重要方向。生物秸秆经破碎后连续装入干馏炉顶,靠输料机挤压和秸秆自重落入干馏室内,实现连续干馏制气过程。干馏炉为立式箱形结构,外热式。干馏炉由干馏室和燃烧室组成,干馏室两侧各有一个燃烧室,燃烧室又分为加热段和空气预热段。
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