颗粒机制粒质量不理想、生产效率低,主要因素有5点
在生物质制粒行业中,判断优质木屑颗粒都有这样的一个标准:木屑颗粒直径误差≤1MM,颗粒含水量≤10%,颗粒密度≥600 KG/M3,木屑颗粒保持最高的机械耐久性约96.5%,化学元素含量低。
只是在制粒过程中,有时会出现所制颗粒松散,颗粒成型率低,长短不一,或压不成颗粒的状况,甚至影响了颗粒机的生产效率。到底是什么原因影响着木屑颗粒机制粒的质量及生产效率呢?小编今天与大家细细分析影响木屑颗粒机制粒的主要因素:
影响制粒的5个主要因素
1、木屑原料
木屑颗粒以桉木、桦木、杨木、果木、竹屑及农作物秸杆等为原料,其主要组成成分包含纤维素、半纤维素、木质素。木材本身的木质素含量高,在70-110℃的高温下能起粘结作用,因此木屑的成型是不需要添加任何粘合剂的。
不同种类的原料,其压缩成型特性有很大差异。原料的种类不但影响成型的质量,如木屑颗粒的密度、强度、热值等,而且影响木屑颗粒机的产量及动力消耗。这就说明了为什么有的植物体粉碎以后容易压制成颗粒,有的比较困难。
2、原料粒度
木屑颗粒压缩成型有两个阶段。第一阶段,在压缩初期,较低的压力传递到木质纤维颗粒中,使原先松散堆积的固体颗粒排列结构开始改变,生物质内部空隙率减少;第二阶段,当压力逐渐增大时,木屑纤维大颗粒在压力作用下破裂,变成更加细小的粒子,并发生变形成塑性流动,粒子开始填充空隙,粒子间更加紧密地接触且互相啮合,一部分残余应力贮存于成型块内部,使粒子间结合更牢固。
在压缩成型的实验过程中,在相同的压力作用下,原料的粒度越细,受压时变形量越大,成型物结合越紧密,成型密度越大。但过于小则会出现粉料过多,成型颗粒短小的情况,因此原料的粒度要控制在既能保证力度小而粒度为磨具孔径的四分之一为佳,这样才能够充分释放木屑的木质素,还能保证不产生大量粉料。
原料的粒度同样影响木屑颗粒机的效率及成型物的质量。原料粒度较大时,木屑颗粒机将不能有效地工作,能耗大,产量小,原料粒度不均匀,特别是形态差异较大时,木屑颗粒表面将产生裂纹,而且其密度、强度降低。同时也会造成木屑颗粒机压棍和压模的磨损增大,增加损耗成本。
3、原料含水率
原料体内存在适量的结合水和自由水,它们具有润滑剂的作用,能使粒子间的内摩擦变小,流动性增加,从而促进粒子在压力作用下滑动而嵌合。只是,原料的含水率过高或过低都不能很好地成型。
含水率过低时,如小于8%,粒子得不到充分延展,与四周粒子结合不够紧密,所以不易成型;含水率过高时,如大于17%,粒子尽管在垂直于最大主应力方向上能够充分延展,粒子间能够啮合,但由于原料中较多的水分被挤出后,分布于粒子层之间,使得粒子层间不能紧密粘合,因而也不易成型。对于木屑颗粒,原料含水率最佳在15%左右,自然干燥后的秸秆即可进行成型,所需压力也较小。
4、制粒温度
随着温度升高,原料的木质素开始软化,可以起到粘结剂的作用。自然水率条件下的木质素软化点温度为80~130℃,当加热到70-100℃时,木质素的粘合力开始增加,温度达到200~300℃时可以熔融。
在实际颗粒生产过程中,原料和机器部件之间的摩擦作用会将原料加热到100℃,可使原料所含木质素软化,起到粘结剂作用。温度过高则会造成物料和颗粒表面发生碳化,过高的工作温度也会影响压辊轴承的使用寿命,因此成型时生物质的加热温度应调整到一个合理的范围。
5、成型压力与模具尺寸
物料压缩成型过程和原料粒子垂直于最大主应力方向(平面)的变形(延展)有密切关系。成型压力是材料压缩成型最基本的条件,施加的压力越大,物料的粒度越细,粒子的延展越显著,成型物的结合越紧密,密度越大。
成型压力与模具的形状尺寸有密切关系,摩擦力的大小与模具的形状尺寸有直接关系,而模具的关键尺寸是成型孔的锥角与锥长。所以,对于不同的物料要得到较好的颗粒成型效果,就需要不同的压力(不同的压缩比),应根据原料选择合适的模具压缩比。