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Chapter5
生物質壓縮成型技術
5.1 生物質壓縮成型技術
5.2 生物質固硫型煤技術
結束
放映
目錄
5.1 生物質壓縮成型技術
5.1.1 壓縮成型原理
 我們已經知道，各種農林廢棄物主要由纖維素、
半纖維素和木質素組成。木質素為光合作用形
成的天然聚合體，具有複雜的三維結構，屬於
高分子化合物。
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5.1 生物質壓縮成型技術

木質素有一定的黏度；在200～300℃呈熔融狀、
黏度高，此時施加一定的壓力，增强分子間的
內聚力，可將它與纖維素緊密粘接並與相鄰顆
粒互相黏結，使植物體變得緻密均匀，體積大
幅度減少，密度顯著增加。當取消外部壓力後，
由於非彈性的纖維分子之間的相互纏繞，一般
不能恢復原來的結構和形狀。
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5.1 生物質壓縮成型技術
5.1.2 壓縮成型生產工藝
 農林廢棄物的壓縮成型技術按生產工藝分為
黏結成型、壓縮顆粒燃料和熱壓縮成型工藝，
可製成棒狀、塊狀、顆粒狀等各種成型燃料
（見彩圖5、彩圖6），壓縮成型的工藝流程
見圖5.1。
圖5.1 生物質壓縮成型製作流程
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5.1 生物質壓縮成型技術
主要操作步驟如下：
1. 乾燥
2. 粉碎

3. 調濕
4. 成型：生物質通過壓縮成型，一般不使用添加
劑，此時木質素充當了黏合劑。生物質壓縮成
型的設備一般分為螺旋擠壓式、活塞衝壓式和
環模滾壓成型，如圖5.2所示。
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圖5.2 生物質壓縮成型機
5.1 生物質壓縮成型技術

螺旋擠壓式和活塞衝壓式兩者的技術對比參見表5.1。
參數
螺旋
擠壓式
原料最佳含水
率/%
8～9
接觸部位磨損
活塞
衝壓式
螺旋
擠壓式
活塞
衝壓式
密度/
（t/m3）
1～1.4
1～1.2
在螺旋處有 活塞和模有
較大的磨損 輕度磨損
維護費
燃燒性能
低
非常好
高
一般
工作方式
連續
間斷
炭化
適宜
不適宜
動力消耗/[（
kW·h）/t]
60
50
均匀性
均匀
不均匀
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10～15
參數
5. 冷却
圖5.3 生物質造粒成型工藝流程
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5.1.3 生物質成型燃料特性
表5.2 生物質成型燃料特性及其影響
參數
影 響 的 因 素
含水率
可儲存性、熱值、損失、自燃
熱值
可利用性、工程的設計
Cl
HCl、二噁英和呋喃 的排放，對過熱器的腐蝕作用
N
NOx、HCN和N2O的排放
S
SOx的排放
K
對過熱器的腐蝕作用，降低灰分熔點
Mg、Ca和P
提高灰分熔點，影響灰分的使用
重金屬
污染環境，影響灰分的使用和處理
灰分含量
含塵量，灰分的處理費用
灰分熔點
使用的安全性
堆積密度
運輸和儲存的成本、配送方案的設計
實際密度
燃燒特性（包括傳熱率和氣化特性）
顆粒燃料尺寸
可流動性、搭橋的趨勢
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5.1 生物質壓縮成型技術

歐洲標準化委員會也正在制定生物質燃料質量標準。
奧地利和美國質量標準可參見表5.3。
參數
外形
奧地利 ONORM M7135
美國
木材
樹皮
標準燃料
高級燃料
顆粒，直徑4
～20mm，長
度＜100mm
棒狀，直徑20
～120mm，長
度＜400mm
直徑6～7.5mm，
長度＜360mm
直徑6～7.5mm，
長度＜360m
堆積密度/（kg/m3）
＞639
實際密度/（kg/dm3）
＞1.0
＞1.0
含水率/%
＜12
＜12
灰分/%
＜0.5
＜6.0
低位熱值/（MJ/kg）
＞18.0
＞18.0
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＜3
＜1
5.1 生物質壓縮成型技術
5.1.4 主要用途與存在問題

生物質壓縮成型燃料的燃燒過程近似於煤的燃燒過
程，可分為乾燥、揮發分析出及著火燃燒、焦炭著
火燃燒等過程。當燃料受熱時，燃料表面的水分首
先蒸發出來，進行乾燥；當温度繼續升高，將發生
熱解反應，使成型燃料中揮發分析出，揮發分析出
後餘下即焦炭；揮發分比焦炭易於著火，當温度足
夠高時，揮發分首先著火，形成離開顆粒一定距離
的明亮火焰；當揮發分被燃盡時，焦炭開始燃燒，
出現極短的藍色火焰。
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圖5.4 生物質顆粒為燃料的採暖爐
5.2 生物質固硫型煤技術

生物質固硫型煤技術是指將通過破碎和乾燥處
理的煤和農作物秸秆和雜草等生物質，按一定
比例摻混，加入固硫劑，利用生物質中的木質
素、纖維素、半纖維素等的黏結與助燃作用，
經高壓成型機壓制而成。
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5.2 生物質固硫型煤技術
5.2.1 生物質固硫型煤生產工藝
 生物固硫型煤乾法成型包括煤處理系統、生物
質處理系統和成型系統等，工藝流程見圖5.5。
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圖5.5
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5.2 生物質固硫型煤技術
5.2.2 生物質固硫型煤燃料特性
 1. 點火性能
 2. 燃燒機理

3. 固硫特性
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