五、成型燃料的物理特性及燃料性能
生物質(zhì)壓縮成型后，其密度、強(qiáng)度和燃燒性能都有了本質(zhì)的改善，大大提高了生物質(zhì)的燃料品位，下面僅就成型燃料的物理特性和燃料性能給予介紹，富通新能源生產(chǎn)銷售顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)等生物質(zhì)燃料成型機(jī)械設(shè)備，同時(shí)我們還大量銷售楊木木屑和玉米秸稈顆粒燃料出售。
（一）密度大幅度提高
成型燃料的一個(gè)最大特點(diǎn)，是其密度有了很大提高，一般比原料提高幾倍乃至10幾倍。與此同時(shí)，成型燃料形狀整齊，貯運(yùn)及使用極為方便。表2中列出了幾種壓縮成型燃料的密度值。
另?yè)?jù)有關(guān)資料介紹，顆粒成型燃料的密度為1.0～l.4t/m3之間，隨著原料含水率的增加，成型顆粒的密度有減少的趨勢(shì)。
（二）強(qiáng)度明顯增強(qiáng)
成型燃料具有一定抵抗外力的強(qiáng)度，是其在運(yùn)輸、使用過(guò)程中能保持一定形狀、體積而不被破壞的必要條件。但是有關(guān)成型燃料及其它壓縮成型物的強(qiáng)度還沒(méi)有統(tǒng)一的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，下面僅介紹一些用不同方法測(cè)量得到的與強(qiáng)度有密切關(guān)系的各種破壞載荷的大小，以供參考。
表3為幾種棒狀成型燃料進(jìn)行軸向和橫向壓縮時(shí)的最大破壞應(yīng)力和載荷。棒狀成型燃料進(jìn)行軸向壓縮時(shí)，最大破壞載荷可達(dá)幾噸乃至幾十噸；橫向壓縮時(shí)，其破壞載荷為2～10 kN之間。由此可以看出其強(qiáng)度是比較大的．
表4是顆粒成型燃料的壓縮、剪切、彎曲破壞載荷。另外，也有人測(cè)量了成型顆粒的最大拉伸破壞應(yīng)力在0.1～0.8MPa之間。
（三）破碎性
成型燃料的破碎性，尤其是對(duì)于顆粒成型燃料，是標(biāo)志其運(yùn)輸、貯存過(guò)程中不致于破損而保持原有形態(tài)的一個(gè)重要指標(biāo)。其測(cè)試方法為：將成型顆粒2kg裝入塑料袋內(nèi)，然后從2m高處下落到水泥地面，分出由于下落沖擊產(chǎn)生的小塊和細(xì)小粉末，計(jì)算這些碎塊和粉末與未破碎顆粒的比率。圖10為用這種方法測(cè)量的幾種顆粒燃料的破碎率。
（四）吸濕性
吸濕性是成型燃料的一個(gè)重要特征。特別在濕度較高的環(huán)境和地區(qū)，成型燃料吸濕以后，會(huì)出現(xiàn)松散，以致變成粉末狀而喪失原有的密實(shí)狀態(tài)。所以在貯存運(yùn)輸時(shí)必須注意防潮。成型燃料的吸濕性因成型前原料的種類、成型方式及原料的含水率不同而異。一般說(shuō)來(lái)，棒狀燃料成型時(shí)加熱溫度高，本身含水率較低，所以容易從空氣中吸收水分。試驗(yàn)表明，在環(huán)溫25℃，相對(duì)濕度89%的環(huán)境下，原含水率7%的鋸末成型棒經(jīng)250小時(shí)貯放后，含水率提高到11%;原含水50.'o的樹(shù)皮成型棒含水量提高到9%．顆粒成型燃料因本身含水率較高，不易從空氣中吸收水分。但無(wú)論哪種成型燃料，都不能直接和水接觸，否則遇水會(huì)很快膨脹軟化，變成松散粉末而失去原有密度和形態(tài)。
（五）熱值
成型燃料的熱值因原料的種類不同有較大差異。就某一種成型燃料而言，其高發(fā)熱值不會(huì)比其原料的高發(fā)熱值有多少變化；但其低發(fā)熱值因成型時(shí)加熱，原料水分散失較多而比原料的低發(fā)熱值高。表2中列出了幾種不同成型燃料的熱值。另外，在顆粒燃料成型時(shí)，有時(shí)往原料中添加少量的添加劑，如瀝青等，這樣既可降低成型機(jī)的功率，也可以提高成型燃料的熱值。表5列出了兩種顆粒成型燃料的熱值情況以供參考富通新能源生產(chǎn)銷售的秸稈顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)是客戶們壓制生物質(zhì)顆粒燃料最佳的選擇。
（六）燃燒性能
成型燃料的燃燒性能優(yōu)于薪柴和秸稈，這是因?yàn)樗拿芏仍龃螅紵龝r(shí)更近似。顆粒燃燒模型。固體燃料的理想燃燒方式應(yīng)遵循“顆粒燃燒模型”；按照這種燃燒方式，燃料利用率高，溫度比較恒定。對(duì)照理想的“顆粒燃燒模型’秸稈和其它松散生物質(zhì)有如下特點(diǎn)：
1．原料松散．揮發(fā)份含量又高，熱分解產(chǎn)生的可燃揮發(fā)份一般在350℃時(shí)就能釋放出約80%.這段時(shí)間較短，一般農(nóng)村爐灶不能提供大量空氣助燃，未燃盡的有機(jī)揮發(fā)物只好被氣流帶走產(chǎn)生黑煙。
2．待到揮發(fā)成份逐漸燒完，由于燃料的形態(tài)決定其失去揮發(fā)物后的炭結(jié)構(gòu)為松散骨架，氣流的運(yùn)動(dòng)可使之解體，分散則又會(huì)使一部分未經(jīng)燃燒的炭粒裹人煙道，產(chǎn)生飛揚(yáng)的黑絮．
3．待揮發(fā)物和炭逐漸燒完時(shí)，空氣量又過(guò)剩，這些過(guò)剩的空氣流又會(huì)白白帶走一部分熱量，
以上3個(gè)效應(yīng)的共同作用，使熱效率大大降低，現(xiàn)有爐灶，包括各種省柴灶，均不能從根本上解決秸稈和松散廢料高效燃燒問(wèn)題．而成型燃料可以使燃燒過(guò)程有很大改觀．這是因?yàn)椋?br /> ①成型燃料密度大，使原來(lái)的松散物料“致密無(wú)間”，從而限制了揮發(fā)物的逸出速度，延長(zhǎng)了揮發(fā)物的燃燒時(shí)間，燃燒反應(yīng)大部分只在成型燃料的表面進(jìn)行，并類似。顆粒燃燒模型”，一般爐灶供給的空氣基本夠用，未燃揮發(fā)份損失很少，從而黑煙大大減少．
②因成型燃料質(zhì)地密實(shí)，揮發(fā)物逸出后剩余的炭結(jié)構(gòu)也相緊密，運(yùn)動(dòng)氣流不能將其解體，炭韻燃燒可充分利用．在燃燒過(guò)程中可清楚地觀察，蘭色火焰包裹著明亮的炭塊，爐溫大大提高，燃燒時(shí)間明顯延長(zhǎng)．
③整個(gè)燃燒過(guò)程的需氧量趨于平衡，燃燒過(guò)程比較穩(wěn)定．
從而可見(jiàn)，成型燃料的燃燒性能較原來(lái)的物料有了明顯的改善，燃燒的利用率（或熱效率）可提高10%左右。
六、成型燃料的炭化
成型燃料炭化后可變成機(jī)制炭．近年來(lái)，機(jī)制炭的聲譽(yù)逐年提高，不僅是它熱值高而�？篃捜紵龝r(shí)無(wú)煙無(wú)味無(wú)污染，還因?yàn)闄C(jī)制炭生產(chǎn)有較好的經(jīng)濟(jì)效益。
（一）機(jī)制炭的特性
壓縮成型燃料制成的機(jī)制炭，較傳統(tǒng)木炭具有形狀規(guī)則，強(qiáng)度高，孔隙微密，易燃耐燒，不爆灰等優(yōu)點(diǎn)．表6是一種鋸末機(jī)制炭的測(cè)試結(jié)果。
機(jī)制炭之所以熱值高，是因其含碳量較高達(dá)80%左右，較木材高30%—40%左右．除了碳素以外，還含有氫、氧、氮等元素．含量的多少，因成型燃料的原料炭化方法不同而異。而且機(jī)制炭的元素組成和產(chǎn)量隨炭化的最終溫度而變化，其變化情況見(jiàn)表7。
從表7可以得出如下結(jié)論：
1．隨著炭化最終溫度的升高，木炭中碳的含量增加，而氫和氧的含量降低。
2．當(dāng)溫度在250～500℃范圍內(nèi)時(shí)，木炭組成的變化很快，而溫度升高到600℃以上時(shí)，變化很慢。
3．隨著炭化最終溫度的提高，炭產(chǎn)量降低，并且在250～500℃范圍內(nèi)，降低很快，超過(guò)500℃后降低較慢。
4．炭的發(fā)熱量與炭化溫度有關(guān)，碳化溫度高，所得炭的碳素含量高，發(fā)熱量也較大。
考慮到實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益，一般碳化溫度選擇450℃～550℃左右．溫度低，成型燃料炭化程度不夠，使用時(shí)仍然冒煙；炭化溫度過(guò)高，炭的出率低，原料損失大．炭化后成型炭的體積明顯收縮，大約收縮20%左右。其比重為0.70—0.93g／cm3，強(qiáng)度明顯降低，容易斷裂。
