锯末制备生物质成型燃料的试验研究

分别采用冷压成型和炭化成型工艺以锯末制备生物质成型燃料。冷压成型工艺主要考察原料水分、成型压力对燃料的成型性能影响。试验结果表明:原料水分为12%~16%,成型压力为60 MPa的条件下能够制得成型性能较好的生物质成型燃料,其密度与抗跌强度分别能够达到0.94 g/cm3和99%;炭化成型工艺主要考察混合料水分、无烟煤配比、J型粘结剂添加量、成型压力对燃料的成型性能影响。试验结果表明:无烟煤配比为50%、混合料水分为30%、J型粘结剂添加量为8%、成型压力为45 MPa的条件下能够制得成型性能较好的优质生物质成型燃料,其密度与抗跌强度分别为0.93 g/cm3和99.3%。     

生物质固化成型设备及其成型影响因素分析

为深入研究生物质固化成型设备及其成型影响因素,有效促进生物质固化成型技术的发展,从生物质固化成型设备的工作原理、生产率、磨损、能耗4个方面对3种形式的生物质固化成型设备进行了比较,揭示了各类型成型设备的特点,指出了未来生物质固化成型设备的发展方向。针对生物质原料的多样性、压缩方式和压缩条件的不同,将生物质固化成型影响因素进行了归类,系统阐述了生物质固化成型影响因素对其成型结果的影响。文章为生物质固化成型设备的进一步研究提供了借鉴和参考。     

解捆状玉米秸秆常温压缩成型试验研究

文章以解捆状玉米秸秆为原料,在含水率、成型套筒长径比不同的情况下,在柱塞液压式成型机上进行单因素试验,并利用体视显微镜观察成型块的微观结构,分析成型状态。试验结果表明:在常温状态下,解捆状玉米秸秆可以被压缩成型;当含水率为15%、成型套筒长径比为4.5时,成型效果最好,所得成型块的松弛密度为0.74 g/cm3;含水率相同,成型套筒长径比增大,成型压力随之增大;成型套筒长径比相同,随着含水率的增加,成型压力先增大后减小。     

生物质燃料的成型工艺及微观成型机理研究

为研究生物质物料粒度、含水率,成型模具长径比、开口锥度以及保压孔长度对成型燃料品质的影响,以玉米秸秆为研究对象,通过自行设计的不同尺寸的模具制备成型棒料,以成型棒料的松弛密度作为品质评价标准。当成型模具锥度为10°、长径比为5∶1、保压孔长度为30 mm,物料粒度为3.5 mm、含水率为16%时,成型燃料的品质最好,对成型设备的优化具有指导意义。同时,利用环境扫描电子显微镜对成型棒料的微观形貌进行观测,对比分析了不同成型条件下成型棒料的微观形貌,从微观角度研究了生物质燃料的成型机理,研究结果旨在为成型机成型孔的优化设计提供理论参考。     

动物粪便与秸秆成型坯块制备工艺参数试验研究

为探究动物粪便和秸秆混合物料的成型生产工艺,获得较佳的成型工艺参数组合,以成型压力、成型温度、物料含水率和秸秆质量分数为试验因素,以成型坯块抗破坏强度和松弛比为成型质量评价指标,进行四因素二次通用旋转组合试验,并建立各试验因素与试验指标的回归模型,利用Design-Expert 8.0.6响应面分析软件优化成型工艺参数组合。试验结果表明:各试验因素对成型坯块抗破坏强度影响的顺序为物料含水率成型温度成型压力秸秆质量分数;各试验因素对成型坯块松弛比影响的顺序为物料含水率成型压力秸秆质量分数成型温度;在成型压力为125 kN,成型温度为146℃,物料含水率为12%,秸秆质量分数为6%条件下,成型坯块的成型效果最好,成型坯块的抗破坏强度为353.6 N,松弛比为96.68%。     

固体催化剂载体及催化剂成型设备技术进展

绝大多数工业催化过程都采用固体催化剂,在固体催化剂生产中,催化剂载体和催化剂成型技术及其设备处于核心地位。催化剂载体成型技术主要有压缩成型、挤出成型、转动成型、压力成型、球形成型和喷雾成型等,其中压缩成型在工业催化剂载体生产中很少使用。挤出成型应用范围最广,其发展方向是提高设备的自动化、连续化和智能化水平,缩短工艺流程。球形成型主要用于制备特殊要求的载体,如重整催化剂的氧化铝小球,近年来的发展主要是可以生产尺寸更小的球形载体。压力成型在工业催化剂载体制备中的应用相对较少,其优点是制备的载体的规整性好,缺点是生产效率相对较低。流化床工艺所用催化剂一般采用喷雾干燥成型法制备,其发展方向主要是提高喷雾过程中各参数的控制水平,建立喷雾控制参数与产品性能之间的关系模型。目前载体成型前的预处理往往容易被忽略,各种成型方式均没有对待成型浆料进行前脱气处理,成型前的预处理主要是为了脱除成型浆料中的空气,这对于提高载体质量具有重要作用。成套成型设备的发展方向是将原料掺混、捏合及成型等不同功能的单元集成在一起,实现设备的多功能化。而3D打印技术有望随着技术的进步,用于某些特殊的工业催化剂的制备。     

利用造纸废液制作小麦秆成型燃料的试验研究

对掺混造纸废液制作小麦秆成型燃料的主要影响因素进行了成型试验研究,试验研究与分析了在不同废液浓度下施加压力、废液掺加比例、原料粒度等因素对致密成型的影响规律,比较了分别掺相同比例的废液与水的成型试验。通过检验成型状况,找出使小麦秆致密成型的合理压力、含水及含废液率范围、最佳的原料粒度。试验研究结果表明：在相同粒度和施加压力下,掺废液的成型物密度高于掺同样比例水的成型密度,在原料粒度0~15 mm、压力75 MPa、含废液率15%和废液浓度50%的情况下,小麦秆成型效果较好。     

成型工艺参数对生物质热压成型燃料理化特性的影响研究

以棉秆、木屑为研究对象,分别将2种单一生物质原料和二者质量比为1∶1的混合原料进行热压成型,利用热重分析仪考察成型燃料的燃烧性能,并通过差示扫描量热仪、电子万能试验机研究不同成型温度和成型压力条件下成型燃料物理性质的变化规律,以反映草本生物质与木本生物质的成型规律及燃料物性的差异。结果表明:棉秆成型燃料燃烧性能较好,但灰分产率较大、热值较低,将2种生物质原料混合制得的成型燃料综合燃烧性能较好。随着成型温度的升高(室温～105℃),成型燃料的表观密度和抗压强度均呈先增后减的趋势,其中棉秆成型燃料的表观密度增幅较小,而抗压强度增幅较大,且远大于木屑成型燃料,但在木屑中掺混棉秆并未使混合成型燃料的抗压强度得到有效提高。随着成型压力的增大(40～80MPa),成型燃料的表观密度和抗压强度均呈增强的趋势,其中棉秆及混合成型燃料的表观密度和抗压强度增幅均较大,而木屑成型燃料的增幅较小。     

烟秆和木屑生物质颗粒燃料成型工艺参数优化

文章以烟秆和木屑为研究对象,首先研究了当生物质成型颗粒的成型特性最佳时,烟秆和木屑的混合比,并在此基础上进行了单因素试验和多因素正交试验,得到了关于生物质成型颗粒径向抗压力和密度的回归方程。研究结果表明:当烟秆含量为50%时,生物质成型颗粒的成型特性最佳;成型温度、原料含水率和成型压力对生物质成型颗粒密度和径向抗压力影响的大小顺序均为成型压力﹥成型温度﹥原料含水率;当成型压力为6.5 kN,成型温度为101℃,原料含水率为13.5%时,生物质成型颗粒的径向抗压力取得最大值1.73 kN,颗粒密度取得最大值1 334.56 kg/m~3。     

毛竹颗粒燃料成型工艺研究

以毛竹废弃物为原料,采用自制设备制备毛竹成型颗粒,分析了粉碎粒径、含水率、预热温度、成型压力对颗粒成型的影响,并以松弛密度、耐久度为指标,采用单因素及正交试验对毛竹成型颗粒制备工艺参数进行了优化。结果表明:当粒径小于0.38 mm,含水率为15%,预热温度为125℃,成型压力为20 MPa时,成型效果最好,此时成型颗粒的松弛密度为1.110 g/cm3,耐久性为0.955。该工艺的优化设计为毛竹废弃物制备成型颗粒工艺参数的选择提供了参考。     

桉树木屑热压成型特性研究

以桉树木屑为原料,在自制的成型模具上,利用万能力学试验机研究物料粒径、含水率、温度以及成型压强变化对物料密度和压缩功率的影响。试验结果表明:木屑在粒径较小时,颗粒间比表面积大,加强粘结剂和分子引力作用,成型效果较好;含水率增加会降低压缩功率,同时会导致成型质量降低,物料含水率为4%～12%时有较好的成型效果;提升物料温度在一定范围内可显著降低压缩功率,提高物料成型密度,温度也间接地改变物料含水率和粘结剂等因素来影响成型效果,在约100℃时成型效果最佳;增大压强有利于提高物料成型的质量,当压强达到100 MPa后,增加压强对成型起到的作用甚微,成型质量保持在相对稳定的水平。     

生物质成型燃料致密成型机理及品质评价指标

利用机械力将生物质压缩或挤压成为体积密度较大、热效率较高、便于运输储藏的固体成型燃料,是生物质能源化利用最简单、最直接的途径之一。文章对生物质成型燃料的致密成型机理做出较为全面的探讨,并介绍了目前国外对生物质成型燃料品质评价的指标和部分西方发达国家生物质成型燃料标准规范,为加快我国生物质成型燃料技术的发展和标准规范的制定提供理论依据和技术参考。     

成型炭化过程对磷酸-污泥-木屑成型炭性能的影响

以杉木屑和污泥为原料,磷酸为添加剂,探讨成型温度（70~100 ℃）、成型压力（80~110 MPa）和炭化温度（300~600 ℃）对磷酸-污泥-杉木屑成型炭物理性能和产率的影响,并对物理性能最佳的成型炭进行燃烧特性分析和重金属分析。结果表明,成型温度与成型压力对成型炭物理性能的影响相似,随着成型压力的增大和成型温度的升高成型炭物理性能均先升高后下降,炭化温度对成型炭物理性能影响较复杂。经80 ℃和100 MPa成型后再经500 ℃炭化制得的成型炭表观密度与抗压强度最大,分别为1279.0 kg/m³和18.7 MPa,均远高于商用烧烤炭。成型炭产率随炭化温度的升高而减小,由300 ℃的72.0%减至600 ℃的52.2%。较高的成型炭物理性能和产率可在一定程度上降低储存和运输成本,实现生物质废弃物的高效利用。     

生物质致密成型技术研究进展

生物质成型燃烧成本较低,且经过致密成型后的生物质燃料密度和强度都得到提高,便于运输和燃烧.生物质致密成型技术按加热温度可以分为加热成型和常温高压成型两种.应用较多的成型燃料加工机有活塞冲压式、辊模挤压式、螺旋挤压式3种形式.很多发达国家早在20世纪初就已开始研究生物质成型技术,这些国家的成型设备专业化程度高,自动化程度好,热效率高,污染小,有合理的加工工艺.但由于设备价格高、耗电高、易结渣、原料产品单一,并不适合我国.我国在生物质成型方面的研究起步较晚,目前主要的生物质成型技术包括螺旋挤压技术、活塞冲压技术和辊模挤压成型技术,但与西方发达国家相比仍有较大差距.为了进一步促进我国生物质成型燃料的发展,建议国家应不断完善对生物质成型燃料研究及生产的扶持政策;生物质成型燃料装备不仅要考虑到节能,还应该与指定的原料基地相结合;加强生物质成型机理的研究,减少设备易损件的数量,降低能耗;开发研制以生物质成型物为原料的发电、供电一体化集成设备;在设备实用性、系列化上下功夫,不断降低成本,提高技术水平.     

生物质压缩成型机理研究进展

生物质成型燃料以其能量密度和质量密度较大、颗粒均匀、含水率稳定等特点,在城镇和农村家庭炊事、取暖、工业锅炉或窑炉的燃料替代等方面得到了广泛的应用。文章主要介绍了生物质成型过程中原料预处理、成型参数、成型模型、原料成分、粒子结合方式等方面的研究进展。针对几个方面的研究现状,提出从木质素热转变特性的角度揭示成型机理、混配原料粒子间结合方式的研究等应为成型机理研究的主要方向。     

生物质固体成型燃料环模成型技术研究进展

综合分析了国内外生物质固体成型燃料环模成型技术、成型设备及产业发展现状.比较了生物质环模颗粒成型机和生物质环模压块成型机的性能和产品,指出了生物质固体成型燃料环模技术及设备存在着基础理论薄弱、原料适应差、易损件寿命短等问题;提出了我国生物质固体成型燃料环模成型技术的发展方向.     

生物质压缩成型燃料及成型技术（三）

生物质压缩成型燃料及成型技术（三）辽宁省能源研究所何元斌（接续上期）压缩成型燃料生产的核心作业是成型作业。但由于物料的形态和性状不同．一般还需进行予先处理。如粉碎、筛选、干燥、输送等。相应地需要一些专用设备，其目的无非是使物料达到压缩成型工艺需要的粒...     

生物质基缓释肥热压成型特性及缓释性能试验

为探究以水稻秸秆为基质与尿素混配制备的缓释肥的成型特性及缓释性能,进行了热压成型试验和淋溶试验。以成型压力、成型温度、含水率为试验因素,以成型块的径向最大抗压力和松弛比为试验指标,通过热压成型试验数据建立回归模型,采用响应面分析获得热压成型工艺参数组合,并通过淋溶试验测试生物质基缓释肥成型块的缓释性能。试验结果表明：优化调整后的成型工艺参数为成型压力为78 kN,成型温度为112℃,含水率为8%;在此条件下,径向最大抗压力均值为1 616.0 N,松弛比均值为98.19%,与预测值的相对误差分别为3.05%和1.23%;生物质基缓释肥前3次的尿素释放率比较稳定且均匀,单次尿素释放率为30%左右,且单次释放偏差极小。     

生物质稻壳压缩成型过程建模及优化

在生物质压缩成型燃料的品质指标中,除燃烧特性外,松弛密度是成型燃料的一个重要性能指标,它直接决定了成型燃料的使用、运输要求和贮藏条件。文章以生物质稻壳为研究对象,考虑稻壳成型过程中含水率和成型温度对松弛密度的影响,依据最小二乘支持向量机建立了稻壳压缩成型过程模型,并进行了验证。在此基础上,建立了压缩成型过程的优化目标函数,旨在寻找成型燃料松弛密度最大时,含水率和成型温度两个控制量应满足的优化目标值。结果表明,该模型具有较好的拟合效果,可有效模拟稻壳压缩成型过程特性,且当稻壳含水率为6.631 4%,成型温度为140.991 5℃时,成型燃料松弛密度可达到最大值1.281 6 g/cm3。     

加快制定我国生物质成型燃料的标准

生物质成型燃料是生物质能开发利用的一个重要途径。加快生物质成型燃料标准规范的制订是促进生物质成型燃料产业化发展的重要环节。借鉴欧洲国家的生物质成型燃料标准经验，从注重我国用户的使用需求、生产和运输的方便性以及燃料的清洁性出发，加快制定适合我国的生物质成型燃料标准。