0、引言
我國(guó)秸稈類(lèi)生物質(zhì)資源豐富，但存在資源分 散、形態(tài)各異、能量密度低、運(yùn)輸難、儲(chǔ)存不方便等 缺點(diǎn)，這是目前制約生物質(zhì)秸稈規(guī)�；玫闹� 要瓶頸％生物質(zhì)秸稈成型技術(shù)是將松散、無(wú)定形 的原料壓縮成具有一定形狀、密度較大的燃料的 技術(shù)，該技術(shù)大大提高了單位體積燃料的品質(zhì)，因 而受到國(guó)內(nèi)外研究人員的普遍關(guān)注。目前，生物質(zhì) 秸稈成型技術(shù)已取得了很大進(jìn)展，但是仍存在著 單位產(chǎn)量功耗大、設(shè)備可靠性較差等缺點(diǎn)。本研究 以節(jié)能降耗、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)生物 質(zhì)秸稈的各種成型工藝進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)研究，富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售秸稈顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)、木屑顆粒機(jī)等生物質(zhì)顆粒燃料誠(chéng)信機(jī)械設(shè)備。
1、生物質(zhì)秸稈成型技術(shù) 1.1生物質(zhì)秸稈成型機(jī)理
植物細(xì)胞中除含有纖維素、半纖維素外，還含 有木質(zhì)素(木素）。木素是具有芳香族特性的結(jié)構(gòu) 單體，是由苯基丙烷單元構(gòu)成的三維空間聚合物。木素屬非晶體，沒(méi)有熔點(diǎn)，但有軟化點(diǎn)。當(dāng)溫度為 70~110<1：時(shí)，木素變軟，具有粘性；當(dāng)溫度達(dá)到 200~300尤時(shí)，木素呈熔融狀，粘性較高P1,此時(shí)加 以一定的壓力，就可使其與纖維素緊密粘接并與 相鄰顆粒互相膠接，冷卻后即可固化成型。生物質(zhì) 秸稈成型燃料就是利用秸稈的這種特性，用壓縮 成型機(jī)將松散的秸稈在一定的溫度、壓力條件下， 使木素軟化，經(jīng)擠壓成型而得到的具有一定形狀 的新型燃料。
1.2影響秸稈成型的主要因素
通過(guò)對(duì)生物質(zhì)成型機(jī)理的分析，確定影響生 物質(zhì)成型的主要因素有原料種類(lèi)、原料粒度、含水 率、成型壓力、壓縮成型模具形狀及尺寸、加熱溫 度等關(guān)。
1.2.1原料種類(lèi)
不同種類(lèi)原料的壓縮成型特性有很大的差 異,如木材廢料一般難以被壓縮，纖維狀植物秸稈
和樹(shù)皮等容易被壓縮。
1.2.2原料粒度
—般來(lái)說(shuō)，粒度小的原料容易被壓縮,粒度大 的原料較難被壓縮。原料粒度對(duì)成型機(jī)的效率及 成型物的質(zhì)量也有影響，例如原料粒度較大時(shí)，成 型機(jī)將不能有效地工作,能耗大，產(chǎn)量小;原料粒 度不均勻時(shí)，成型物表面將產(chǎn)生裂紋，成型物密 度、強(qiáng)度均降低。
1.2.3含水率
當(dāng)原料水分含量過(guò)高時(shí)，加熱過(guò)程中產(chǎn)生的 蒸汽不能從成型燃料中心孔排出，會(huì)造成燃料開(kāi) 裂，表面非常粗糙，甚至產(chǎn)生爆鳴；原料水分含量 太低，則成型困難。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于顆粒成型燃料， 要求原料的水分含童為丨5%-25%;對(duì)于棒狀成型 燃料,要求原料的水分含量不大于10%。
1.2.4成型壓力與模具尺寸
成型壓力是生物質(zhì)秸稈原料壓縮成型的最基 本條件。只有施加足夠的壓力，原料才能被壓縮成 型。成型壓力與模具的形狀尺寸有著密切的關(guān)系。 1.2.5加熱溫度
加熱一方面可以使原料中的木素軟化，起到 粘結(jié)劑的作用，另一方面可以使原料本身變軟，更 容易壓縮成型。對(duì)于一般的成型機(jī)來(lái)說(shuō)，加熱溫度 調(diào)整為UCKBOOt比較適宜。
1.3生物質(zhì)秸稈成型工藝
根據(jù)主要工藝特征的差別，可以將生物質(zhì)成 型工藝劃分為常溫成型、熱壓成型和炭化成型3 種主要形式。
1.3.1常溫成型工藝
常溫成型又稱(chēng)冷壓成型。根據(jù)在成型過(guò)程中 是否加人粘結(jié)劑，又可將冷壓成型分為加粘結(jié)劑 冷壓成型和不加粘結(jié)劑冷壓成型。加粘結(jié)劑冷壓 成型工藝就是將原料粉碎、調(diào)濕，添加粘結(jié)劑后加 壓成型。這種方法具有低壓下容易成型和能耗低 等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)低成本粘結(jié)劑的選擇、粘結(jié)劑的調(diào)配 以及粘結(jié)劑與原料的均勻混合等要求較高。不加 粘結(jié)劑冷壓成型就是將秸稈物料粉碎后直接進(jìn)行 加壓成型。
1.3.2熱壓成型工藝
熱壓成型工藝是目前普遍采用的生物質(zhì)壓縮 成型工藝。該工藝是在一定的溫度條件下將生物 質(zhì)秸稈壓縮成型。根據(jù)原料在成型機(jī)中被加熱的不同位置，可將熱壓成型工藝劃為2類(lèi)，即非預(yù)熱 熱壓成型工藝、預(yù)熱熱壓成型工藝。
1.3.3炭化成型工藝
根據(jù)不同的工藝流程，可將炭化成型工藝分 為2類(lèi)，即先成型后炭化工藝、先炭化后成型工藝。
2、生物質(zhì)秸稈成型試驗(yàn)
2.1試驗(yàn)物料
本研究選用山東地區(qū)比較具有代表性且資源 豐富的玉米秸稈和小麥秸稈作為試驗(yàn)物料。將物 料進(jìn)行自然風(fēng)干、切碎及篩分后，按粒徑0~0.45 mm，0.45~0.9 mm,0.9~2 mm,2~5 mm 進(jìn)行分類(lèi)。
2.2試驗(yàn)裝置及模具
實(shí)驗(yàn)室模壓成型裝置主要由油壓機(jī)構(gòu)、成型 模具和固定架構(gòu)成。油壓表用于指示油 壓,壓力為0~40 MPa。
Fig.l Structure and schematic diagram of forming device
借助實(shí)驗(yàn)室的成型裝置，結(jié)合生物質(zhì)秸稈的 成型機(jī)理，我們自行設(shè)計(jì)了2套閉式壓縮成型模 具,分別用于生物質(zhì)秸稈冷壓成型和熱壓成型。在 壓縮成型過(guò)程中，油缸座(機(jī)座）是靜止的，工作臺(tái) 可以上下移動(dòng)。成型模具的結(jié)構(gòu)原理圖見(jiàn)圖2。
2.3試驗(yàn)內(nèi)容及試驗(yàn)過(guò)程 2.3.1試驗(yàn)內(nèi)容
生物質(zhì)秸稈成型工藝的試驗(yàn)研究主要分為2 部分。
① 針對(duì)影響生物質(zhì)秸桿成型的主要因素，選 擇玉米秸稈和小麥秸稈進(jìn)行成型試驗(yàn)，研究原料 粒度、水分含量、成型壓力及原料種類(lèi)對(duì)生物質(zhì)秸 稈成型效果的影響，確定較優(yōu)的冷壓成型工藝參 數(shù)。
② 在生物質(zhì)秸稈冷壓成型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行生 物質(zhì)秸稈加粘結(jié)劑冷壓成型及熱壓成型試驗(yàn)，并 對(duì)3種成型工藝進(jìn)行能耗比較分析。
2.3.2試驗(yàn)過(guò)程
① 分別選取粒徑為0~0.45 mm,0.45~0.9 mm,
0.9~2 mm及2~5 mm的玉米枯桿和小麥結(jié)桿顆粒 備用。
② 將物料放入烘干箱內(nèi)，在105±5 t下烘干 24h后備用。
③ 使用噴霧器和快速水分測(cè)量?jī)x調(diào)節(jié)物料的 水分含量。
④ 每次試驗(yàn)稱(chēng)取相同質(zhì)量的物料進(jìn)行壓縮成型。
⑤ 將稱(chēng)量后的物料放人模具中，加壓直至達(dá) 到設(shè)定的成型壓力；在設(shè)定的成型壓力下保持一 定時(shí)間，退模后即可得到成型燃料，自然風(fēng)干一段 時(shí)間后，測(cè)董成型燃料密度及跌碎強(qiáng)度。
2.4試驗(yàn)指標(biāo)的測(cè)定將成型模具內(nèi)的成型燃料退模、自然風(fēng)干一良時(shí)間后，利用電子天平和游標(biāo)卡尺分別測(cè)量成型燃料的質(zhì)量和長(zhǎng)度，根據(jù)下面的公式來(lái)計(jì)算生物質(zhì)秸稈成型燃料的成型密度。
3、試驗(yàn)結(jié)果及分析
3.1生物質(zhì)秸稈冷壓成型試驗(yàn)
為了考察原料粒度、水分含量、成型壓力以及 原料種類(lèi)對(duì)生物質(zhì)秸稈成型效果的影響規(guī)律，本研究選用玉米秸稈和小麥秸稈，分別在不同粒度、 不同水分含量及不同成型壓力下進(jìn)行分組成型試 驗(yàn)。
3.1.1原料粒度及成型壓力對(duì)秸稈成型效果的影響 將自然風(fēng)干的粒徑為0-0.45 mm,0.45~0.9 mm，0.9～2 mm，2~5 mm的玉米稻稈顆粒和小麥結(jié) 稈顆粒分別放在1，2,3,4,6,8,10 MPa的壓力下 進(jìn)行成型試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3,4。
試驗(yàn)結(jié)果表明，秸桿粒度為0-5 mm時(shí)，秸稈原 料都可以成型;在相同的成型壓力下，原料粒度越 小，成型后的燃料密度越大，抗跌落強(qiáng)度越高，成 型效果越好。隨著成墮壓力的增大,生物質(zhì)秸桿成 型燃料的成型性能明顯提高。但是提高成型壓力 會(huì)使產(chǎn)品的能耗提高，因此成型壓力并不是越大 越好，在滿(mǎn)足成型燃料性能要求的條件下，成型壓 力越小越好，以減少成型燃料生產(chǎn)過(guò)程中的能耗。
為了便于進(jìn)行統(tǒng)一比較，本研究在探討其它 因素對(duì)生物質(zhì)秸稈成型效果的影響時(shí)，生物質(zhì)秸 稈原料的粒度均取0~0.45 mm。
3.1.2原料水分含量對(duì)秸稈成型效果的影響
將粒徑為0~0.45 mm,水分含量分別為5%， 10%, 15%, 20%, 25%，30%的玉米秸稈和小麥結(jié) 稈顆粒在4 MPa下進(jìn)行壓縮成迆試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。由圖5可以看出，當(dāng)水分含量為5%~15% 時(shí)，所得的成型燃料均滿(mǎn)足要求，其中，最適宜的 原料水分含量為10%~15%,即自然風(fēng)干秸桿物料 就可以滿(mǎn)足壓縮成塑工藝的要求。
1、生物質(zhì)秸稈成型技術(shù) 1.1生物質(zhì)秸稈成型機(jī)理
植物細(xì)胞中除含有纖維素、半纖維素外，還含 有木質(zhì)素(木素）。木素是具有芳香族特性的結(jié)構(gòu) 單體，是由苯基丙烷單元構(gòu)成的三維空間聚合物。木素屬非晶體，沒(méi)有熔點(diǎn)，但有軟化點(diǎn)。當(dāng)溫度為 70~110<1：時(shí)，木素變軟，具有粘性；當(dāng)溫度達(dá)到 200~300尤時(shí)，木素呈熔融狀，粘性較高P1,此時(shí)加 以一定的壓力，就可使其與纖維素緊密粘接并與 相鄰顆粒互相膠接，冷卻后即可固化成型。生物質(zhì) 秸稈成型燃料就是利用秸稈的這種特性，用壓縮 成型機(jī)將松散的秸稈在一定的溫度、壓力條件下， 使木素軟化，經(jīng)擠壓成型而得到的具有一定形狀 的新型燃料。
1.2影響秸稈成型的主要因素
通過(guò)對(duì)生物質(zhì)成型機(jī)理的分析，確定影響生 物質(zhì)成型的主要因素有原料種類(lèi)、原料粒度、含水 率、成型壓力、壓縮成型模具形狀及尺寸、加熱溫 度等關(guān)。
1.2.1原料種類(lèi)
不同種類(lèi)原料的壓縮成型特性有很大的差 異,如木材廢料一般難以被壓縮，纖維狀植物秸稈
和樹(shù)皮等容易被壓縮。
1.2.2原料粒度
—般來(lái)說(shuō)，粒度小的原料容易被壓縮,粒度大 的原料較難被壓縮。原料粒度對(duì)成型機(jī)的效率及 成型物的質(zhì)量也有影響，例如原料粒度較大時(shí)，成 型機(jī)將不能有效地工作,能耗大，產(chǎn)量小;原料粒 度不均勻時(shí)，成型物表面將產(chǎn)生裂紋，成型物密 度、強(qiáng)度均降低。
1.2.3含水率
當(dāng)原料水分含量過(guò)高時(shí)，加熱過(guò)程中產(chǎn)生的 蒸汽不能從成型燃料中心孔排出，會(huì)造成燃料開(kāi) 裂，表面非常粗糙，甚至產(chǎn)生爆鳴；原料水分含量 太低，則成型困難。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于顆粒成型燃料， 要求原料的水分含童為丨5%-25%;對(duì)于棒狀成型 燃料,要求原料的水分含量不大于10%。
1.2.4成型壓力與模具尺寸
成型壓力是生物質(zhì)秸稈原料壓縮成型的最基 本條件。只有施加足夠的壓力，原料才能被壓縮成 型。成型壓力與模具的形狀尺寸有著密切的關(guān)系。 1.2.5加熱溫度
加熱一方面可以使原料中的木素軟化，起到 粘結(jié)劑的作用，另一方面可以使原料本身變軟，更 容易壓縮成型。對(duì)于一般的成型機(jī)來(lái)說(shuō)，加熱溫度 調(diào)整為UCKBOOt比較適宜。
1.3生物質(zhì)秸稈成型工藝
根據(jù)主要工藝特征的差別，可以將生物質(zhì)成 型工藝劃分為常溫成型、熱壓成型和炭化成型3 種主要形式。
1.3.1常溫成型工藝
常溫成型又稱(chēng)冷壓成型。根據(jù)在成型過(guò)程中 是否加人粘結(jié)劑，又可將冷壓成型分為加粘結(jié)劑 冷壓成型和不加粘結(jié)劑冷壓成型。加粘結(jié)劑冷壓 成型工藝就是將原料粉碎、調(diào)濕，添加粘結(jié)劑后加 壓成型。這種方法具有低壓下容易成型和能耗低 等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)低成本粘結(jié)劑的選擇、粘結(jié)劑的調(diào)配 以及粘結(jié)劑與原料的均勻混合等要求較高。不加 粘結(jié)劑冷壓成型就是將秸稈物料粉碎后直接進(jìn)行 加壓成型。
1.3.2熱壓成型工藝
熱壓成型工藝是目前普遍采用的生物質(zhì)壓縮 成型工藝。該工藝是在一定的溫度條件下將生物 質(zhì)秸稈壓縮成型。根據(jù)原料在成型機(jī)中被加熱的不同位置，可將熱壓成型工藝劃為2類(lèi)，即非預(yù)熱 熱壓成型工藝、預(yù)熱熱壓成型工藝。
1.3.3炭化成型工藝
根據(jù)不同的工藝流程，可將炭化成型工藝分 為2類(lèi)，即先成型后炭化工藝、先炭化后成型工藝。
2、生物質(zhì)秸稈成型試驗(yàn)
2.1試驗(yàn)物料
本研究選用山東地區(qū)比較具有代表性且資源 豐富的玉米秸稈和小麥秸稈作為試驗(yàn)物料。將物 料進(jìn)行自然風(fēng)干、切碎及篩分后，按粒徑0~0.45 mm，0.45~0.9 mm,0.9~2 mm,2~5 mm 進(jìn)行分類(lèi)。
2.2試驗(yàn)裝置及模具
實(shí)驗(yàn)室模壓成型裝置主要由油壓機(jī)構(gòu)、成型 模具和固定架構(gòu)成。油壓表用于指示油 壓,壓力為0~40 MPa。
Fig.l Structure and schematic diagram of forming device
借助實(shí)驗(yàn)室的成型裝置，結(jié)合生物質(zhì)秸稈的 成型機(jī)理，我們自行設(shè)計(jì)了2套閉式壓縮成型模 具,分別用于生物質(zhì)秸稈冷壓成型和熱壓成型。在 壓縮成型過(guò)程中，油缸座(機(jī)座）是靜止的，工作臺(tái) 可以上下移動(dòng)。成型模具的結(jié)構(gòu)原理圖見(jiàn)圖2。
2.3試驗(yàn)內(nèi)容及試驗(yàn)過(guò)程 2.3.1試驗(yàn)內(nèi)容
生物質(zhì)秸稈成型工藝的試驗(yàn)研究主要分為2 部分。
① 針對(duì)影響生物質(zhì)秸桿成型的主要因素，選 擇玉米秸稈和小麥秸稈進(jìn)行成型試驗(yàn)，研究原料 粒度、水分含量、成型壓力及原料種類(lèi)對(duì)生物質(zhì)秸 稈成型效果的影響，確定較優(yōu)的冷壓成型工藝參 數(shù)。
② 在生物質(zhì)秸稈冷壓成型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行生 物質(zhì)秸稈加粘結(jié)劑冷壓成型及熱壓成型試驗(yàn)，并 對(duì)3種成型工藝進(jìn)行能耗比較分析。
2.3.2試驗(yàn)過(guò)程
① 分別選取粒徑為0~0.45 mm,0.45~0.9 mm,
0.9~2 mm及2~5 mm的玉米枯桿和小麥結(jié)桿顆粒 備用。
② 將物料放入烘干箱內(nèi)，在105±5 t下烘干 24h后備用。
③ 使用噴霧器和快速水分測(cè)量?jī)x調(diào)節(jié)物料的 水分含量。
④ 每次試驗(yàn)稱(chēng)取相同質(zhì)量的物料進(jìn)行壓縮成型。
⑤ 將稱(chēng)量后的物料放人模具中，加壓直至達(dá) 到設(shè)定的成型壓力；在設(shè)定的成型壓力下保持一 定時(shí)間，退模后即可得到成型燃料，自然風(fēng)干一段 時(shí)間后，測(cè)董成型燃料密度及跌碎強(qiáng)度。
2.4試驗(yàn)指標(biāo)的測(cè)定將成型模具內(nèi)的成型燃料退模、自然風(fēng)干一良時(shí)間后，利用電子天平和游標(biāo)卡尺分別測(cè)量成型燃料的質(zhì)量和長(zhǎng)度，根據(jù)下面的公式來(lái)計(jì)算生物質(zhì)秸稈成型燃料的成型密度。
3、試驗(yàn)結(jié)果及分析
3.1生物質(zhì)秸稈冷壓成型試驗(yàn)
為了考察原料粒度、水分含量、成型壓力以及 原料種類(lèi)對(duì)生物質(zhì)秸稈成型效果的影響規(guī)律，本研究選用玉米秸稈和小麥秸稈，分別在不同粒度、 不同水分含量及不同成型壓力下進(jìn)行分組成型試 驗(yàn)。
3.1.1原料粒度及成型壓力對(duì)秸稈成型效果的影響 將自然風(fēng)干的粒徑為0-0.45 mm,0.45~0.9 mm，0.9～2 mm，2~5 mm的玉米稻稈顆粒和小麥結(jié) 稈顆粒分別放在1，2,3,4,6,8,10 MPa的壓力下 進(jìn)行成型試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3,4。
試驗(yàn)結(jié)果表明，秸桿粒度為0-5 mm時(shí)，秸稈原 料都可以成型;在相同的成型壓力下，原料粒度越 小，成型后的燃料密度越大，抗跌落強(qiáng)度越高，成 型效果越好。隨著成墮壓力的增大,生物質(zhì)秸桿成 型燃料的成型性能明顯提高。但是提高成型壓力 會(huì)使產(chǎn)品的能耗提高，因此成型壓力并不是越大 越好，在滿(mǎn)足成型燃料性能要求的條件下，成型壓 力越小越好，以減少成型燃料生產(chǎn)過(guò)程中的能耗。
為了便于進(jìn)行統(tǒng)一比較，本研究在探討其它 因素對(duì)生物質(zhì)秸稈成型效果的影響時(shí)，生物質(zhì)秸 稈原料的粒度均取0~0.45 mm。
3.1.2原料水分含量對(duì)秸稈成型效果的影響
將粒徑為0~0.45 mm,水分含量分別為5%， 10%, 15%, 20%, 25%，30%的玉米秸稈和小麥結(jié) 稈顆粒在4 MPa下進(jìn)行壓縮成迆試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。由圖5可以看出，當(dāng)水分含量為5%~15% 時(shí)，所得的成型燃料均滿(mǎn)足要求，其中，最適宜的 原料水分含量為10%~15%,即自然風(fēng)干秸桿物料 就可以滿(mǎn)足壓縮成塑工藝的要求。
滿(mǎn)足性能要求。在本試驗(yàn)條件下，玉米淀粉、糠醛 渣及粘土作為玉米秸稈成型粘結(jié)劑的最佳添加量 分別為8%,8%和10%。玉米淀粉作為玉米秸稈成 型粘結(jié)劑的成型效果最佳。
3.1.3原料種類(lèi)對(duì)秸稈成型效果的影響
3.1.3原料種類(lèi)對(duì)秸稈成型效果的影響
將粒徑為0~0.45 mm,水分含量為10%左右 的玉米秸稈和小麥秸稈顆粒在不同成型壓力下的 試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。在相同的成型條件下， 玉米秸稈成型燃料的密度和抗跌碎強(qiáng)度均優(yōu)于小 麥秸稈，這說(shuō)明玉米秸稈比小麥秸稈更容易壓縮 成型。這是因?yàn)橛衩捉斩捴械哪舅睾扛哂谛←?秸桿，而木素在生物質(zhì)秸稈成型過(guò)程中起粘結(jié)劑 的作用，有助于秸稈的成型。此外,小麥秸稈外表 面有一層蠟，而這層蠟在小麥秸稈成型過(guò)程中起 到阻礙成型作用，致使小麥秸桿的成型特性較差。
由生物質(zhì)秸桿成型機(jī)理可知,木素在70~110℃下開(kāi)始軟化，粘合力開(kāi)始增加，粘結(jié)作用增強(qiáng)，因 此本研究選定80,丨10,130^3個(gè)成型溫度進(jìn)行 生物質(zhì)秸稈熱甩成型試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，成迆溫 度對(duì)成型效果的影響還是很明顯的，在溫度達(dá)到 -定值后，即使施加很小的壓力也可以得到很好 的成型效果。綜合考慮原料成型效果和能耗情況， 本研究確定最佳成型溫度為110弋。
由生物質(zhì)秸桿成型機(jī)理可知,木素在70~110℃下開(kāi)始軟化，粘合力開(kāi)始增加，粘結(jié)作用增強(qiáng)，因 此本研究選定80,丨10,130^3個(gè)成型溫度進(jìn)行 生物質(zhì)秸稈熱甩成型試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，成迆溫 度對(duì)成型效果的影響還是很明顯的，在溫度達(dá)到 -定值后，即使施加很小的壓力也可以得到很好 的成型效果。綜合考慮原料成型效果和能耗情況， 本研究確定最佳成型溫度為110弋。
從目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀來(lái)看，可以利用的小麥秸稈 資源很少，玉米秸稈資源極其豐富，因此，下述成 型試驗(yàn)都是以玉米秸稈為原料進(jìn)行的。
3.2生物質(zhì)秸稈加粘結(jié)劑冷壓成型
本研究分別選擇玉米淀粉、糠醛渣及粘土作 為粘結(jié)劑，對(duì)生物質(zhì)秸稈加粘結(jié)劑冷壓成型效果 進(jìn)行研究(圖7)。由圖7可以看出，加人粘結(jié)劑可 以使物料在較低的壓力下成型，得到的成型燃料。
圖8秸稈在不同溫度下的成型效果 Figu.8 The briquetting curve of straw under different temperatures 3.4生物質(zhì)秸稈成型工藝的能耗比較
在生物質(zhì)秸稈成型過(guò)程中，成型壓力越大，成 型設(shè)備的能耗越高，成型設(shè)備各部件的使用壽命 就越短。為了解決目前成型技術(shù)中成型能耗高、設(shè) 備使用壽命短的問(wèn)題,尋求秸稈成型的最佳工藝， 在滿(mǎn)足相同的成型燃料密度的情況下，本研究對(duì) 秸稈冷壓成型、加粘結(jié)劑冷壓成型及熱壓成型3 種工藝的能耗進(jìn)行了對(duì)比分析。在冷壓成型條件 下，滿(mǎn)足成型指標(biāo)所需成型壓力為2 MPa;在加人 8%玉米淀粉條件下，滿(mǎn)足成型指標(biāo)所需成型壓力 為1 MPa;在成型溫度為110 ℃條件，只需要0.5 MPa壓力就能滿(mǎn)足成型指標(biāo)要求。因此,熱壓成型可以較大幅度地降低成型壓力（成型壓力降低 了 300%),從而大大減少了設(shè)備的內(nèi)部摩擦，延 長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，提高了設(shè)備的可靠性。加 粘結(jié)劑冷壓成型時(shí)要考慮粘結(jié)劑的成本和燃料 的熱值，熱壓成型時(shí)要考慮外部熱源的能量損 耗。綜合分析得出，秸稈成型的最佳工藝為熱壓 成型。
4、結(jié)論
本研究圍繞影響秸稈成型的各工藝參數(shù)，以 玉米秸稈和小麥秸稈為原料進(jìn)行冷壓成型試驗(yàn)， 得出不同成型條件下能夠滿(mǎn)足成型要求的工藝參 數(shù)范圍，研究結(jié)果表明：玉米秸稈比小麥秸稈易于 成型。本研究還對(duì)比分析了玉米秸稈冷壓成型、加 粘結(jié)劑冷壓成型及熱壓成型3種工藝下的能耗情 況。研究結(jié)果表明：熱壓成型及加粘結(jié)劑冷壓成型 效果明顯優(yōu)于冷壓成型。綜合考慮成型效果及能 耗情況，本研究認(rèn)為秸稈成型的最佳工藝為熱壓 成型。因此，在條件允許的情況下,應(yīng)該優(yōu)先選擇 熱壓成型工藝。
3.2生物質(zhì)秸稈加粘結(jié)劑冷壓成型
本研究分別選擇玉米淀粉、糠醛渣及粘土作 為粘結(jié)劑，對(duì)生物質(zhì)秸稈加粘結(jié)劑冷壓成型效果 進(jìn)行研究(圖7)。由圖7可以看出，加人粘結(jié)劑可 以使物料在較低的壓力下成型，得到的成型燃料。
圖8秸稈在不同溫度下的成型效果 Figu.8 The briquetting curve of straw under different temperatures 3.4生物質(zhì)秸稈成型工藝的能耗比較
在生物質(zhì)秸稈成型過(guò)程中，成型壓力越大，成 型設(shè)備的能耗越高，成型設(shè)備各部件的使用壽命 就越短。為了解決目前成型技術(shù)中成型能耗高、設(shè) 備使用壽命短的問(wèn)題,尋求秸稈成型的最佳工藝， 在滿(mǎn)足相同的成型燃料密度的情況下，本研究對(duì) 秸稈冷壓成型、加粘結(jié)劑冷壓成型及熱壓成型3 種工藝的能耗進(jìn)行了對(duì)比分析。在冷壓成型條件 下，滿(mǎn)足成型指標(biāo)所需成型壓力為2 MPa;在加人 8%玉米淀粉條件下，滿(mǎn)足成型指標(biāo)所需成型壓力 為1 MPa;在成型溫度為110 ℃條件，只需要0.5 MPa壓力就能滿(mǎn)足成型指標(biāo)要求。因此,熱壓成型可以較大幅度地降低成型壓力（成型壓力降低 了 300%),從而大大減少了設(shè)備的內(nèi)部摩擦，延 長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，提高了設(shè)備的可靠性。加 粘結(jié)劑冷壓成型時(shí)要考慮粘結(jié)劑的成本和燃料 的熱值，熱壓成型時(shí)要考慮外部熱源的能量損 耗。綜合分析得出，秸稈成型的最佳工藝為熱壓 成型。
4、結(jié)論
本研究圍繞影響秸稈成型的各工藝參數(shù)，以 玉米秸稈和小麥秸稈為原料進(jìn)行冷壓成型試驗(yàn)， 得出不同成型條件下能夠滿(mǎn)足成型要求的工藝參 數(shù)范圍，研究結(jié)果表明：玉米秸稈比小麥秸稈易于 成型。本研究還對(duì)比分析了玉米秸稈冷壓成型、加 粘結(jié)劑冷壓成型及熱壓成型3種工藝下的能耗情 況。研究結(jié)果表明：熱壓成型及加粘結(jié)劑冷壓成型 效果明顯優(yōu)于冷壓成型。綜合考慮成型效果及能 耗情況，本研究認(rèn)為秸稈成型的最佳工藝為熱壓 成型。因此，在條件允許的情況下,應(yīng)該優(yōu)先選擇 熱壓成型工藝。
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