1、發電木粉的粉碎理論
1.1木材粉碎的概念
粉碎是使物料顆粒尺寸逐漸變小的工藝過程。對于木材粉碎，是指木基原料在外力作用下，克服分子之間的內聚力，使木基原料尺寸由大到小、顆粒比表面積由小變大的過程。由于木材粉碎后的尺寸效應和表面積效應，其比表面積增大，可以大大提高木基生物質原料的物理性質和化學反應速度。在木基生物質原料粉碎過程中，會產生發熱、振動和摩擦等作用，所以木材粉碎也要消耗一部分能量。
1.2木材粉碎的條件
木基原料的粉碎是一個自身尺寸不斷減小、粉碎機理較為復雜的過程，它的粉碎效果與諸多因素有著不可分割的關系。如木基原料的物理和機械性能、外形、尺寸大小、自身缺陷等。在木粉加工過程中，木基原料內部存在著許多缺陷，在木基原料顆粒粉碎的起始階段里，由于原料的粒度較大，內部缺陷較多，所以粉碎所需要的能量和力度相對較小。隨著粉碎的繼續進行，木粉顆粒的粒度不斷減小，其內部缺陷也逐漸減少，要達到更細粒度的粉碎所需的能量會逐漸增加。從Griffith的研究成果，可以認為木基生物質物料在粉碎加工前也存在微裂紋，除了原生裂紋的擴展外，木基生物質原料在粉碎過程中在各種力的作用下還會產生新的裂紋并擴展，這就是實際所需要的能耗比計算的能耗偏小的主要原因。一般來講，裂紋的擴展需要兩個條件，即粉碎的力的條件和能量條件。
1.3高速機械粉碎原理
機械粉碎的原理主要是靠擠壓、彎曲、劈裂、研磨和沖擊等方式實現物料的粉碎。前四種依靠靜力實現粉碎的目的，最后一種則使用動能實現粉碎的目的。在絕大多數粉碎機械中，物料常在兩種以上粉碎方式的作用下實現粉碎。高速機械粉碎機的優點就是粉碎速度快且粒度均勻，對一些傳統設備難以粉碎的物料也能達到很好的粉碎效果。目前，對于城市木基廢棄物和農作物收割之后留下的秸稈這些可再生資源的處理，一般采用盤磨、膠體磨和剪切機進行粉碎處理，粉碎的效果不理想，需要的能耗也較大，設備磨損后修復比較困難，不符合減排降耗的要求。
2、生物質發電用木粉粉碎裝備
2.1粉碎設備方案
傳統木粉加工工藝主要是粗篩選、干燥、磁選制粉和精選。傳統木粉加工由于在加工方法方面存在缺陷，致使木粉質量較差。此外，木材缺陷的存在也影響木粉的質量。燃料木粉粉碎設備要適應發電用木粉的需求，必須能夠加工不同粒度的木粉，并且粒度范圍在200～300目。研究中，結合各種木材細胞和木纖維的結構，突破了國內外各種目數木粉加工工藝和方法，利用刀具高速旋轉的過程中由于雷諾效應產生的動壓高壓和靜壓形成的高壓疊加，形成了高速切削粉碎需要的高壓，依靠沖擊動能把鋸末或碎纖維木粉沖擊切削成符合粒度要求的燃料木粉。
2.2發電用木粉粉碎機
研究設計的生物質發電用木粉粉碎機總體結構如圖l所示。準備粉碎的木質物料經料斗進入粉碎腔，在粉碎腔物料與高速回轉器件及顆粒之間互相沖擊、碰撞、磨擦、剪切、擠壓而實現超細粉碎，粉碎后由篩網分級，合格產品由收集器收集，不合格產品繼續在粉碎腔研磨粉碎。木粉產品細度由篩網規格型號決定。發電用木粉粉碎機外觀圖如圖2所不。
3、發電用木粉的粉碎結果
3.1發電木粉顯微結果
發電木粉的粒度對木材發電的效率影響巨大，木粉最大與最小粒度比一般不超過8。較小粒度的發電木粉顆粒有較多的反應表面，并且木粉顆粒的熱解反應要加熱到一定溫度時才能發生。木粉的粒徑主要影響其加熱速率，而木粉顆粒的加熱速率又影響產品氣的產率和組成。術粉顆粒粒度分布的均勻性也是影響氣流分布的主要因素，如果將未篩分過的木粉原料加入固定床內，會造成大顆粒在床層中的分布不均，形成阻力較大和阻力較小的區域，導致局部強烈燃燒，造成局部上移或燒結，形成“架空”現象。嚴重時氣化層可能越出木粉原料層表面，出現“燒穿”現象。
通過上述研究的發電木粉粉碎機對部分術基生物質原料進行粉碎，得到部分發電木粉的實驗樣品，通過顯微鏡觀察它們的結構和形態。多個和單個木粉顯微照片分別如圖3和圖4所示。
從圖3和圖4中可以看出，木質原料粉碎后，木粉顆粒最小粒度接近20um，大部分木粉顆粒形狀近似長條形，細胞壁沒有破壁。
3.2發電木粉粒度結果
研究設計的發電用木粉粉碎機利用高速定刀和靜刀雙亙剪切作用，實現了將動靜壓粉碎技術應用到木粉粉碎，粉碎后的術粉通過篩網進級分級。該方法彌補了傳統木粉加工方法中雜質多、纖維質量差、木粉的目數不均勻等缺點，開創出了一種新的生物質發電木粉生產方式。為了精確得到發電木粉實驗樣品的粒度分布，用激光粒度儀對發電用木粉樣品進行了木粉粒度和體積百分率的統計，其粒度和體積百分率統計。
從圖5可知，粉碎后經分級得到的木粉顆粒最小粒度為18.51um，最大粒度為374.94um。從圖6可知，木粉顆粒的粒度大部分集中在100—300um，木粉粒度已經達到了發電木粉要求的200～300目，完全能夠滿足發電木粉的粒度要求。
4、結論
利用研究設計的生物質發電用木粉粉碎機對木基生物質原料進行粉碎，通過木粉纖維結果和粒度結果可以看出，粉碎后木粉的粒度滿足發電木粉的要求。
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