利用生物質(zhì)致密成型設(shè)備(shèbèi)(顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)、飼料顆粒機(jī)等),充分利用農(nóng)林廢棄物如稻殼、木屑、秸稈等生產(chǎn)(Produce)生物質(zhì)顆粒燃料(fuel),具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。在生物質(zhì)顆粒產(chǎn)品中,稻殼顆粒是一種新興產(chǎn)品。與其它種類的生物質(zhì)顆粒產(chǎn)品相比,稻殼顆粒的原料來源更廣泛,價格更低廉,成型效果更好,生產(chǎn)過程更簡單,具有很好的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會效益。
本文報道了通過電子掃描顯微鏡對稻殼生物質(zhì)顆粒進(jìn)行顯微觀察結(jié)果,從中分析其成型機(jī)理,為改進(jìn)生產(chǎn)工藝、提高產(chǎn)品質(zhì)量(Quality)提供理論依據(jù)。
1、試驗(yàn)材料(Material)和方法
1.1試驗(yàn)材料及儀器
試材:稻殼生物質(zhì)顆粒,圓柱狀,尺寸為:長80 m
M、直徑8 mm。生物質(zhì)能源顆粒生物質(zhì)顆粒燃料不含硫磷,燃燒時不產(chǎn)生和,因而不會導(dǎo)致酸雨產(chǎn)生,不污染大氣,不污染環(huán)境。生物質(zhì)能源顆粒生物質(zhì)顆粒燃料技術(shù)更容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和使用。使用生物能源顆粒的方便程度可與燃?xì)?、燃油等能源媲美?
儀器:Quanta 200型掃描電子顯微鏡(美國FEI公司)。
木質(zhì)素就能夠開始軟化,具有一定的粘度。在200~300℃呈熔融狀,粘度高。
2.2稻殼顆粒物理結(jié)合分析
從物理結(jié)合方面來分析。微觀上,由于原料水稻殼的外表面覆蓋著一層硅質(zhì),這層硅質(zhì)具有很高的硬度,特殊的排列方式方法和立體空間結(jié)構(gòu)。從而使得在壓縮成型過程中,兩片水稻殼相接觸時,很難緊密靠近形成分子間的作用力,而且由于硅及其無機(jī)化合物是不具有極性的穩(wěn)定物質(zhì),所以水稻殼之問也就不具有靜電(是一種處于靜止?fàn)顟B(tài)的電荷)吸附力。因此,水稻殼之間的結(jié)合程度就不如鋸木屑那樣緊密。宏觀上,由于本研究采用的水稻殼在脫粒后未經(jīng)過粉碎,還保持著水稻殼的原有形態(tài),它的直徑較大,一般在4~7
mm之間,而且呈片狀;它很難形成木質(zhì)原料之間那樣的緊密填充結(jié)合。從圖2中可以看出,水稻殼生物質(zhì)顆粒中的水稻殼原料之間,片與片錯落有致的層疊在一起。
從圖3中可以觀察出水稻殼原料之間明顯的分層現(xiàn)象。這表明在水稻殼原料的壓縮成型過程中,原料之間產(chǎn)生的主要是 ;搭橋 ; ;橋接 ;結(jié)合,英文稱為Solid bridge。它的形成方式是,體積較大或有一定長度的原料物質(zhì)之間互相搭頭,并層層疊搭。
本研究中采用的水稻殼原料呈片狀,因此我們將它的這種結(jié)合稱為 ;片搭 ;或 ;疊片
;。由于較硬的硅質(zhì)層的存在,使得水稻殼的塑性極差,在壓縮過程中很難發(fā)生變形來實(shí)現(xiàn)原料之間的緊密接觸,原料之間存在較大空隙,因此在 ;片搭
;的結(jié)合方式下(見圖4),原料之間的摩擦力有限;機(jī)械阻力方面,也只有垂直于水稻殼方向的剪切、彎曲阻力較好,而平行于水稻殼的機(jī)械阻力就比較差。與木質(zhì)生物質(zhì)顆粒相比較,水稻殼顆粒很容易出現(xiàn)斷層現(xiàn)象,顆粒產(chǎn)品容易折斷。此外水稻殼屬于硬質(zhì)短纖維生物質(zhì)材料(Material),與木材相比纖維長度較短;在壓縮成型過程中,不會出現(xiàn)木質(zhì)原料那樣的纖維纏繞式的結(jié)合。
改造后的燃煤鍋爐或其它烘干線設(shè)備(shèbèi)的爐膛更好是負(fù)壓,嚴(yán)禁正壓過大。生物質(zhì)能源顆粒生物質(zhì)顆粒燃料不含硫磷,燃燒時不產(chǎn)生和,因而不會導(dǎo)致酸雨產(chǎn)生,不污染大氣,不污染環(huán)境。若正壓過大,應(yīng)該加裝引風(fēng)設(shè)備;
3、 生物質(zhì)燃燒機(jī)運(yùn)行時必須關(guān)閉料箱蓋,以防揮霍(agile)。停爐時,一定要關(guān)閉隔料閥以防回火;
4、 運(yùn)行中若出現(xiàn)阻料、卡料現(xiàn)象時,(一般由于顆粒過長造成)用木棍來捅下即可,千萬不要用鐵絲、鋼筋(英文:steel bar),以防卷入螺桿,造成螺桿損壞;
火嘴清焦注意(attention)事項(xiàng):在燃燒機(jī)長時間運(yùn)行的情況下,在噴火嘴附近會產(chǎn)生結(jié)焦。生物質(zhì)能源顆粒生物質(zhì)顆粒燃料不含硫磷,燃燒時不產(chǎn)生和,因而不會導(dǎo)致酸雨產(chǎn)生,不污染大氣,不污染環(huán)境。若出現(xiàn)此現(xiàn)象,會嚴(yán)重影響(influence)燃燒機(jī)的運(yùn)行。嚴(yán)重者會造成燃燒機(jī)損壞!因此要求定期巡查和除焦。(建議3到7天檢查一次)。