压缩成型

二类工艺
非预热热压——只在成型部位加热 预热热压——在压缩之前和成型部位分别加热
1）非预热热压成型工艺
这种工艺的应用目前处于主导地位。其成型设备如下：
主要成型设备
螺旋挤压式成型机 活塞冲压式成型机 压辊式颗粒成型机
➢ 螺旋挤压式成型机 （最早的生物质热压成型机）
连续挤压方式 成型温度：150～300℃ 原料含水率：8%～12%之间; 产品形态：空心燃料棒 产品密度：在1.0～1.4之间
分储于农户之中，分散的储存方 法使储存不再难。
有效降低运输成本
成型后，燃料的密度大幅提高 （1t/m3左右），和煤相近。
解决了防火问题
秸秆点火温度低，易发酵自燃。而压缩成型后燃点提高，防火难度 大幅降低。
使用方便
秸秆压缩成型后，体积大幅度缩小，密度大幅度增加，不再象秸秆 那样输送入炉时容易卡住，使生物质燃料入炉不再难。
5）加热
可使原料软化，易压缩，减少动力，还可使木质素起到黏结剂的作 用。也有不加热，只依靠压缩过程热形成一定的温度。此时需要较 大的α角和足够的动力。
6）黏结剂
两个目的：增加热值和增加粘结力。一般要求较小的原料粒度。
7）保型
保型是在生物质成型后的一段套筒内进行的。此段套筒的内经略 大于压缩成型部位最小直径，以使成型物消除内应力，并随着温度 的降低，使形状固定下来。一般可通过直径的调节调整保型能力。 直径放大过多时，生物质会迅速膨胀、开裂，过小时，应力得不到 消除，出口后温度突降，易发生崩裂或粉碎。
9SYX—Ⅲ生物质压缩成型成 Baidu Nhomakorabea设备。
设备包括铡切系统、上料 系统、搅拌系统、主机系统、 冷却输出系统五部分。主机 采用双电机驱动，利于压缩 设备平稳运行。带控温装置
主机功率：37KW×2 ；加工能力：1.8—2.5T/小时； 加工范围：苜蓿草、玉米秸、豆秸、麦秸、油菜秸、 甘蔗梢、谷草、羊草、花生秧、棉籽皮等
成型燃料密度大，热容量高，拓宽了秸秆燃料的应用范围。
缺点：
耗费动力，将使生物质燃料成本增大。
7.2 生物质压缩成型基本方法
1）粉碎
原料粒径10mm左右(高压设备) 压力越低适宜粒径越小
螺旋式挤压机原料粒径不应小 于2mm
2）脱水
压缩成型需要一定的含水量， 否则很难成型。一般水分在 10%-15%为好。水分过高，压 缩升温很快，可引起体积突然 膨胀，发生爆炸。
启动时对成型部位进行加热，在稳定运行后，成型过程发热如果不能满 足成型温度要求，仍然需要补充加热。
螺旋挤压成型机优点：
➢运行平稳
模具
➢生产连续
➢所产成型棒易燃(由于
其空心结构以及表面的
炭化层)
成品
原料
原料 驱 动 轴
锥形螺旋
单螺杆式（最常用） 螺旋挤压式成型
双螺杆式
双螺杆式成型机采用的是2个相互啮合的变螺距螺杆，成型套为“8” 字型结构，这种成型机对原料的预处理要求不高，原料粒度可在30～ 80mm之间变化，水分含量可高达25.96%，可省去干燥装置，根据原 料的种类不同，生产率可达2800～3600t/h 。
流程： 预处理 →切碎 → 贮存回性 → 输送上料 → 添加 辅料 → 搅拌、混合 → 除铁 → 压制成型 → 冷却 除湿、风干 → 计量包装 。
生物质固体成型主要优点
规模灵活便于收集
适于设计成农户单元的小型生物质固体成型设备(0.5-1吨/小时) 。秸秆可 就地将加工成型，避免了收集运输难题。
解决了储存困难问题
7.3 压缩成型主要工艺与设备
生物质压缩成型设备三种主要形式：
三种主要形式
湿压成型 热压成型 炭化成型
其中，热压成型是目前普遍采用的生物质压缩成型工艺。
一、 湿压成型工艺
纤维类原料经一定程度的腐化后，进行压缩成型的工 艺。
腐化会损失一定能量，但是与一次风干原料相比，其挤压、 加压性能会明显改善。
第七章 生物质压缩成型
7.1 生物质压缩成型一般概念
基本原理
一定粒度的农林废弃物在压力作用下制成各种成型燃料的工艺， 有些工艺需要加入一定的添加剂或加热处理。
生物质成型主要是利用木质素的胶黏作用。 纤维素
主成分 木质素 70～100℃软化、黏度↗，200～300℃呈熔融状 木质素为天然高分子聚合体， 具有复杂的三维结构，植物中含
量约为15%～30%。
基本技术
目前国内外使用的主要成型技术有三大类，
主要成型技术
螺旋挤压技术 活塞冲压技术 压辊式成型技术
在生物质作为能源的应用中，前两类发展较快。
1993年前后，从日本、台湾、比利时、美国引进了近20条生物质压 缩成型生产线，基本上都采用螺旋挤压式，以锯木屑为原料，生产 “炭化”燃料。
螺杆磨损严重
螺旋式成型机商业化的主要技术问题： 能耗高。
解决螺杆首端承磨面磨损严重的方法：大多采川表面硬化处理。
活塞式成型机在较大程度上解决了该成型方式存在的成型件磨损严重、能 耗高的问题。
➢活塞冲压式成型机
与螺旋挤压式成型机相比：
➢改善了成型部件磨损现象 ➢大幅度提高部件使用寿命 ➢显著降低了单位产品能耗
通常，将原料常温浸泡数日，可使其部分降解。这种方法常用 于纤维板的生产，但也可以将腐化后的农林废弃物中的水分挤出， 压缩成燃料块。
这类机组的生产率可达到1吨/小时，在25%的含水率条件下，燃 料的平均热值约为23kJ/kg。燃料在市场上具有一定的竞争力。
二、热压成型工艺
这种工艺是在一定的温度条件下，直接将一定粒度的生物质压缩成 型，根据原料被加热的部位的不同，可划分为:
模具 成品 挤出口
原料
驱 动 轴
活塞 驱动
驱动方式：
机械驱动
曲柄连杆机构 震动噪音大 稳定性差 润滑油污染问题
液压驱动
运行稳定 无噪音 产量较低
活塞式成型机常用于生产实心 燃料棒或燃料块，其密度在 0.8～1.1之间。
液压驱动活塞式成型机对原 料的含水率要求不高，允许原 料含水率高达20%左右。
压力 [Mpa]
储存、运输 包装 切割 保型
加热或粉结剂
生物质收集 粉碎 脱水 输送 预压 压缩
生物质压缩成型流程图
3）预压
多采用螺旋推进器或液压推进器
模具
把松散的原料预压处理，并同时
推进喂料。
原料 驱 动 轴
4）压缩
成品 原料
成形模是关键部件，一般内壁是前大后小的锥形，其夹角α越大， 成形密度越大，但动力也要增大。压缩推力大小与α、摩擦力、温 度、水分等因素有关。