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生物質燃料成型機理

發布時間:2018-01-25 01:53:24 點擊量:
生物質壓縮成型原理可以解釋為密實填充、表面變形與破壞、塑性變形三種原因。從結構上看,生物質原料的結構通常都比較疏松,堆積時具有較高的空隙率,密度較小。松散細碎的生物質顆粒之間被大量的空隙隔開,僅在一些點、線或者很小的面上有所接觸。在外力作用下,顆粒發生位移并重新排列,使空隙減少、顆粒間的接觸狀態發生變化。在完成對模具有限空間的填充后,顆粒達到了在原始微粒尺度上的重新排列和密實化,實現密實填充。

這一過程中通常伴隨著原始微粒的彈性變形和因相對位移而造成的表面破壞,此過程為表面變形與破壞。在外部壓力進一步增大之后,由應力產生的塑性變形使空隙率進一步降低,密度繼續增加,顆粒間接觸面積的增加比密度的提高要大幾百倍甚至幾千倍,將產生復雜的機械嚙合和分子問的結合力,特別是添加膠黏劑時,此過程為塑性變形。

植物細胞中除含有纖維素、半纖維素外,還含有木質素。木質素為光合作用形成的天然聚合體,具有復雜的三維結構,屬于高分子化合物,它在植物中的含量一般為15%一30%。木質素不是晶體,沒有熔點但有軟化點,當溫度為70~100℃時開始軟化具有黏性;當溫度達到200—300℃時呈熔融狀,黏性高,此時施加一定的壓力,增強分子間的內聚力,就可將它與纖維素緊密粘結并與相鄰顆?;ハ嗾辰?,使植物體變得致密均勻,體積大幅度減少,密度顯著增大。由于非彈性或粘彈性的纖維分子之間的相互纏繞和絞合,在去除外部壓力后,一般不能再恢復原來的結構形狀。在冷卻以后強度增大,成為成型燃料。生物質壓縮成型燃料就是利用這一原理,用壓縮成型機將松散的生物質在一定的溫度、壓力條件下,靠機械與生物質之間及生物質相互之間摩擦產生的熱量或外部加熱,使木質素軟化,經擠壓成型而得到具有一定形狀的新型燃料。

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