做為
顆粒機(jī)和
秸稈壓塊機(jī)的主要要生產(chǎn)原料,它的主要組成的化學(xué)元素為C、H和O,而傳統(tǒng)能源化石資源的主要化學(xué)組成為C和H。通過光合作用,植物每年可以轉(zhuǎn)化約2000億t的二氧化碳中的碳為碳水化合物,并能存儲了31013GJ的太陽能。其存儲的能量是目前世界能源消耗量的10倍左右。不管任何種類的植物材料其主要化學(xué)組份均為纖維素,半纖維素,木質(zhì)素三種。由表2-1可以看出麥秸和棉稈中的纖維素含量,木質(zhì)素含量,半纖維素含量,均接近于杉木等低級木材。而生物質(zhì)顆粒燃料之所以在顆粒機(jī)和壓塊機(jī)的擠壓作用下可以成行,就是因為原料含有木質(zhì)素的作用所致。
顆粒機(jī)原料秸稈化學(xué)成分分析
纖維素是植物中的最豐富的物質(zhì),又是細(xì)胞壁的主要結(jié)構(gòu)成分,在作物秸稈中的含量達(dá)40~50%,賦予植物莖稈彈性和機(jī)械強(qiáng)度。纖維素的基本單位是毗喃式D-葡萄糖,以B-1,4糖苷鍵結(jié)合而成,其葡萄糖殘基約為2000~500個。自然界每年約有1800億t的纖維素生成,是地球上最豐富的生物大分子和重要的可再生資源。纖維素在自然界中主要以微纖維組成的結(jié)晶形狀存在,化學(xué)性能非常穩(wěn)定。纖維素在270℃開始分解,纖維素?zé)峤到獾某潭扰c溫度高低,作用時間長短及介質(zhì)中的水分和氧氣含量均有密切關(guān)系,受熱時間愈長降解愈嚴(yán)重。纖維素對熱的傳導(dǎo)作用軸向比橫向大,其值大小與纖維的孔隙度有關(guān)。纖維素及其衍生物具有吸濕性,如將纖維置于含有水蒸汽或其它有機(jī)液體蒸汽的大氣中,它將吸取或放出蒸汽直至平衡。
植物秸稈中半纖維素是由多聚糖組成,是戊糖、己糖和多糖醛酸及其甲酯的縮合物,其主要成分是戊聚糖。半纖維素戊聚糖在木質(zhì)組織中占總量的50%,它結(jié)合在纖維素微纖維的表面,并且相互連接,這些纖維構(gòu)成了堅硬的細(xì)胞相互連接的網(wǎng)絡(luò)。半纖維素具有親水性能,在貯存過程中易水解,轉(zhuǎn)變成木質(zhì)素。多聚戊糖水解時生成五碳糖,在水中加熱具有膠合劑作用。半纖維素100℃以上部分單糖開始分解,170℃熔解。半纖維素吸水性好,當(dāng)溫度和相對濕度一樣時,吸濕率主要取決于半纖維素的含量,含量高,吸濕率就高。
作為顆粒機(jī)和秸稈壓塊機(jī)生產(chǎn)的生物質(zhì)固體顆粒燃料成型的重壓原因木質(zhì)素是由苯丙烷結(jié)構(gòu)單體構(gòu)成的,具有三度空問結(jié)構(gòu)的天然高分子化合物,在細(xì)胞壁中與其他成分一起形成復(fù)雜結(jié)構(gòu),賦予植物體高的硬度和剛度。它在水中以及通常有機(jī)溶劑中大部分不溶解。在加熱到100℃時開始軟化,160℃開始熔解。轉(zhuǎn)變?yōu)槟z體物質(zhì),具有粘結(jié)劑的功能。所以說明,由于植物秸稈具有較高的木質(zhì)素含量,因此加熱的方式對秸稈顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)等成型機(jī)更有利,能更好地發(fā)揮其自身高含量的木質(zhì)素在成型過程中的粘結(jié)作用。