黏结剂 为了使成型块在运输储存和使用时不致破损、裂开,并具有良好的燃烧性能,理想的黏结剂必须能够保证成型炭块具有足够的强度和抗潮解性,而且在燃烧时不产生烟尘和异味,建议黏结剂本身也可以燃烧。但生物质能的利用研究主要集中在大中型畜禽场沼气工程技术、秸秆气化集中供气技术和垃圾填埋发电技术等项目[1],对于生物质能颗粒燃料产品的生产加工与直接燃烧利用的研究还刚刚起步。常用的黏结
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黏结剂 为了使成型块在运输储存和使用时不致破损、裂开,并具有良好的燃烧性能,理想的黏结剂必须能够保证成型炭块具有足够的强度和抗潮解性,而且在燃烧时不产生烟尘和异味,建议黏结剂本身也可以燃烧。但生物质能的利用研究主要集中在大中型畜禽场沼气工程技术、秸秆气化集中供气技术和垃圾填埋发电技术等项目[1],对于生物质能颗粒燃料产品的生产加工与直接燃烧利用的研究还刚刚起步。常用的黏结剂可分为无机黏结剂、有机黏结剂和纤维类黏结剂三类。其中无机黏结剂(如水泥、黏土和水玻璃等)虽然具有一定的黏结能力,但这类黏结剂会增大燃料的灰分含量,降低燃料的热值,而且在炭块燃烧时会产生开裂的现象,所以使用效果较差。有机黏结剂(如焦油、沥青、树脂和淀粉等)也具有较强的黏结能力,淀粉黏结剂使用量一般为4%左右,虽然在燃烧时不产生烟气,但其抗潮解能力较差。以焦油、沥青和糖浆肥料作为黏结剂使用时,用量大约为30%,这类黏结一剂的抗潮解能力较强,但在燃烧时会产生一定的烟气和异味。纤维类黏结剂(如废纸浆和水解木纤维等工业废弃物)价格低廉,而且具有较好的黏结能力,使用这一类黏结剂生产的成型炭可以采用自然干燥,而不必进行人工干燥。
物能源技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一,受到与科学家的关注。生物质燃料多为茎状农作物经过加工产生的块装环保新能源,其直径一般为6~8厘米,长度为其直径的4~5倍,破碎率小于1。许多都制定了相应开发研究计划,如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场等,其中生物能源的开发利用占有相当大的份额。国外很多生物能源技术和装置已经达到商业化应用程度,同其他生物质能源技术相比较,生物质颗粒燃料技术更容易实现大规模生产和使用。使用生物能源颗粒的方便程度可与燃气、燃油等能源媲美。以美国、瑞典和奥地利等国为例,生物能源的应用规模,分别占该国一次性能源消耗量的4%、16%和10%;在美国,生物能源发电的总装机容量已超过1MW,单机容量达10~25MW;在欧美,针对一般居民家用的生物质颗粒燃料及配套的高效清洁燃烧取暖炉灶已非常普及。
也十分重视生物能源的开发和利用。综上所述,颗粒状燃料已经成为市场的主角,不管从耐燃烧方面还是设备方面都在不断的进步,颗粒状燃料适用性更强,更利于发展。20世纪80年代以来,一直将生物质能源利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目,开展了生物质能利用新技术的研究和开发,使生物质能技术有了进一步提高。但生物质能的利用研究主要集中在大中型畜禽场沼气工程技术、秸秆气化集中供气技术和垃圾填埋发电技术等项目,对于生物质能颗粒燃料产品的生产加工与直接燃烧利用的研究还刚刚起步。
国内部分高校和科研机构开展了生物质颗粒成型技术的研究,取得了一定成绩。但是,生物质能源颗粒产品在推广应用还很少,为了使生物质能源颗粒尽快产业化和商业化,我们对其推广应用中存在的问题进行了分析,并探讨了解决的对策与方法。
生物质颗粒燃料基本特性
根据瑞典的以及欧盟的生物质颗粒分类标准,若以其中间分类值为例,则可以将生物质颗粒大致上描述为以下特性:生物质颗粒的直径一般为6~10毫米,长度为其直径的4~5倍,破碎率小于1.5%~2.0%,干基含水量小于15%,灰分含量小于2%,硫含量和氯含量均小于0.07%,氮含量小于0.5%。尽管湿压成型有环模成型、平模成型、对辊成型、刮板成型、齿轮成型等多种机具类型想了解更多吗。若使用添加剂,则应为农林产物,并且应标明使用的种类和数量。欧盟标准对生物质颗粒的热值没有提出具体的数值,但要求销售商应予以标注。瑞典标准要求生物质颗粒的热值一般应在16.9 兆焦上。
传统技术制粒成本高
采用的制粒方法均为传统生产方法,木质颗粒的制粒原理见图1,它与现有的饲料制粒方式相同,即原料从环模内部加入,经由压辊碾压挤出环模而成粒状。其工艺流程见图2,包括原料烘干、压制、冷却、包装等。
该工艺流程需要消耗大量能量,首先在颗粒压制成型过程中,压强达到50~100MPa,原料在高压下发生变形、升温,温度可达100℃~120℃,电动机的驱动需要消耗大量的电能;第二,原料的湿度要求在12%左右,湿度太高和太低都不能很好成粒,为了达到这个湿度,很多原料要烘干以后才能用于制粒;第三,压制出来的热颗粒(颗粒温度可达95℃~110℃)要冷却才能进行包装。生物质颗粒燃料既环保又能供暖燃料在冬季是使用颇多的,有了燃料就能实现集中供暖,随着科技的发展,燃料也在发生变化,不再是污染环境的代名词,而是温暖的代名词。后2项工艺消耗的能量在制粒全过程中占25%~35%,加之成型过程中对机器的磨损比较大,所以传统颗粒成型机的产品制造成本较高。

在生物质能源中,生物质成型燃料是重要的组成部分。不过,由于相关设备的稳定性和可靠性低,加工成本偏高,未能进行大规模推广。
生物质成型燃料发展不尽人意,一方面是在收集、运输、储存等方面存在瓶颈,难以做到持续稳定供应;另一方面是生物质原料本身具有多样性及复杂性,无法实现大规模生产。
与此同时,生物质成型燃料设备工作环境的恶劣性,影响了使用寿命和稳定运行,反过来拖累整个行业发展。另外,生物质成型燃料过程中的结渣与玷污倾向,以及低温条件下的焦油析出问题,也是行业发展面临的阻碍。
接下来,要推动生物质成型燃料更好发展,必须实现从收集、干燥、粉碎、成型、燃烧环节所需设备的配套,并打破技术瓶颈,才能在农村及城镇进行大范围推广。

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