大连生物质颗粒秸秆致密成型是一个复杂的物理化学过程,其核心在于利用压力使松散物料发生塑性变形并形成稳定结构。植物细胞中的木质素在这一过程中起着关键作用——当温度达到70-110℃时,木质素开始软化并增加粘合力;在200-300℃条件下,木质素会完全软化甚至液化,此时施加压力可使纤维素紧密粘接,冷却后即固化成稳定的燃料块。
成型工艺对原料有多重要求,包括种类、粒度和含水率等。研究表明,不同生物质原料因纤维素含量差异,所需的压缩比各不相同。例如,玉米秸秆和芦苇纤维素含量较低,成型时所需压缩比较小(4.0-4.5);而纤维素含量高的锯末则需要更大的压缩比(5.0)才能达到理想密度。当压缩比过小时,产品密度不足;过大则可能导致出料不畅甚至设备堵塞。
大连生物质颗粒原料粒度对成型效果影响显著。实验数据显示,玉米秸秆和芦苇的最佳粉碎粒度为1-5mm,当粒度大于10mm时成型效果急剧下降。同时,含水率也是关键参数——过低(<12%)时粒子延展不充分,难以紧密结合;过高(>18%)则挤出的水分会阻碍粒子层间贴合。15%左右的含水率被证明是玉米秸秆等原料的最佳成型条件。
成型工艺通常包括原料预处理、干燥、成型和后续处理(如碳化)等环节。对于不同最终用途,工艺侧重点各异:作为直接燃料使用时,密度要求相对宽松;而若要进一步碳化制取木炭,则需追求更高密度的成型产品以保证最终质量。