生物質(zhì)中除含有纖維素、半纖維素外，還含有木質(zhì)素，木質(zhì)素是具有芳香族特性的、結(jié)構(gòu)單體為苯丙烷型立體結(jié)構(gòu)的高分子化合物。在闊葉木、針葉木中，木質(zhì)素含量為27%～32%（絕干原料），禾草類植物木質(zhì)素含量為14%～25%。雖然在各種生物質(zhì)中都含有木質(zhì)素，但它們的組成、結(jié)構(gòu)并不完全一樣。由X衍射知道，木質(zhì)素屬非晶體，沒有熔點，但有軟化點，經(jīng)試驗當(dāng)溫度在70- 100℃，其粘合力開始增加；溫度在200 -300℃時會軟化、液化，此時施以一定的壓力，使軟化的木質(zhì)素與纖維素緊密粘接，并與相鄰煤炭顆粒互相膠接，在外力作用下，生物質(zhì)和煤炭顆粒開始重新排列位置關(guān)系，并發(fā)生機(jī)械變形和塑性流變。在垂直于最大應(yīng)力方向上，粒子主要以相互嚙合的形式結(jié)合，而在垂直于最小應(yīng)力方向上，粒子主要以相互靠緊結(jié)合的形式結(jié)合。除此之外，在成型過程中還發(fā)生了部分的化學(xué)作用，燃料的強(qiáng)度還與燃料中的官能團(tuán)種類和化學(xué)鍵型有關(guān)，很多研究表明接基是成型過程的關(guān)鍵因素，羧基被破壞，就會阻礙成型過程，羥基也能起到一部分作用。生物質(zhì)內(nèi)含有大量的氧，這些氧一部分是以羧基和羥基的形式存在，增加了成型性幾率。在成型過程中，隨著外力的增大，復(fù)合燃料的體積大幅度減小，容積密度顯著增大，同時溫度促使共價鍵結(jié)構(gòu)形狀，在此期間內(nèi)各官能團(tuán)亦發(fā)生縮合反應(yīng)，結(jié)果燃料內(nèi)部膠合、外部部分焦化，并具有一定的形狀和強(qiáng)度，冷卻后即可固化成型為致密的固體燃料，可以把這種成型過程視為煤化作用的繼續(xù)。這就是生物質(zhì)復(fù)合燃料熱壓成型的過程和機(jī)理。因此，采用熱壓法成型燃料，可不用任何添加劑、粘結(jié)劑而生產(chǎn)出高強(qiáng)度的生物質(zhì)復(fù)合型煤，在一定程度上降低了加工成本。而且，利用木質(zhì)素軟化、液化的特點，適當(dāng)提高熱壓成型的溫度，有利于減小擠壓動力。不過，在加熱原料的過程中要消耗一定的能量，富通新能源生產(chǎn)銷售秸稈顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)等生物質(zhì)顆粒燃料成型機(jī)械設(shè)備，顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料如下所示：
2、冷壓成型冷壓成型過程除了在成型前不把物料預(yù)熱到一定的溫度外，其它過程與熱壓成型完全相同。生物質(zhì)中的木質(zhì)素是一種高分子化合物，它在一定溫度或壓力下都會軟化，成型過程不用外加粘結(jié)劑和外加熱，物料本身因受擠壓和摩擦而產(chǎn)生部分熱量，在熱量和壓力作用下軟化的木質(zhì)素將周圍的纖維素及煤粒粘結(jié)在一起，形成固體燃料，生物質(zhì)實際上起到了粘結(jié)劑的作用。生物質(zhì)的主要成分是纖維素、半纖維和木質(zhì)素，從有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵作用理論上講，這些物質(zhì)同煤之間存在一定的化學(xué)鍵作用，具有一定的粘結(jié)性。并且，較長的生物質(zhì)纖維在型煤的成型過程中可以形成一個網(wǎng)狀骨架，在一定的粒度范圍內(nèi)，隨著纖維長度的增大，生物質(zhì)之間的交聯(lián)作用增大，其成型作用提高，型煤強(qiáng)度增大。另外，根據(jù)煤化學(xué)理論及近代化學(xué)鍵價理論，分子作用力和氫鍵作用是煤成型的主要作用力。制備型煤時，隨著成型壓力的增大，物料顆粒間距減小，分子間作用力和氫鍵作用增強(qiáng)，型煤的強(qiáng)度也隨之提高。一般地講，型煤的強(qiáng)度除了與化學(xué)鍵作用力大小有關(guān)外，更重要的是取決于型煤本身能否形成一個有序的層狀排列的網(wǎng)狀骨架結(jié)構(gòu)。當(dāng)添加一定質(zhì)量份數(shù)的生物質(zhì)時，這一網(wǎng)狀的骨架結(jié)構(gòu)隨著成型壓力的增大而更加牢固。因此，生物質(zhì)復(fù)合型煤冷壓成型過程只要保證足夠的壓力，在不加任何粘結(jié)劑的情況下也可以壓制出高強(qiáng)度的型煤。冷壓成型過程可省去熱壓過程中加熱物料的那部分能量，但要想使燃料獲得足夠的強(qiáng)度，必需提供更高的成型壓力。隨著壓力的增加，成型壓輥相應(yīng)地要承受更高的壓力和更大的摩擦，如何減小磨損、延長壓輥壽命是冷壓成型過程的一個很重要的問題。所以，兩種成型過程各有千秋，可根據(jù)情況，因地制宜選擇成型工藝。
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