在此过程中，实验室液压机或压块机的主要功能是压实。 这些仪器施加精确的机械压力，将松散、易碎的热解生物炭粉末压缩成固体压块，如颗粒或块状物。这种物理转化是将加工后的生物质从难以处理的粉末转化为稳定、高能量密度的燃料来源的必要步骤。
虽然热解可以改善生物质的化学性质，但它会使材料变得易碎和呈粉末状。液压机通过制造机械稳定、疏水的单元，优化了运输和燃烧，从而弥合了加工和实际应用之间的差距。
改变材料特性
解决材料易碎性问题
热解生物质天然易碎，与生质相比，其研磨性有所提高。
虽然这使得它很容易被粉碎成粉末，但松散的粉末形式对于大多数工业应用来说效率低下。
最大化能量密度
液压机将这种松散的粉末压缩成紧凑的形态，显著增加了其能量密度。
通过在更小的体积中包装更多的能量，燃料在单位空间占用上的价值大大增加。
增强疏水性
压缩过程还提高了材料的疏水性（抗水性）。
这种抵抗力对于防止水分再吸收至关重要，否则水分会降解储存期间燃料的质量。
粘合的力学原理
精确的压力控制
要获得耐用的颗粒，不仅需要粉碎材料；还需要精确的压力控制。
液压机施加高强度的轴向或等静压，以确保在材料上均匀分布力。
排出空气
借鉴粉末冶金的原理，压机通过强制排出颗粒间捕获的空气来创建一个“生坯”。
去除这些空气对于最大限度地减少孔隙率和提高最终块状物的结构完整性至关重要。
创造机械稳定性
压力促进了生物炭颗粒之间稳定的机械粘合。
如果没有这种高压粘合，易碎的热解粉末最终会碎成粉末，从而抵消了成型过程的好处。
操作和后勤优势
简化储存和运输
压实颗粒比松散粉末更容易管理，成本也更低。
改善的机械稳定性确保生物质能够承受长期储存和长途运输的严酷考验而不会降解。
实现工业混烧
对于发电而言，燃料的物理形态决定了其可用性。
压实的颗粒在与煤在发电厂混烧时显著提高了进料效率，从而可以更顺畅地集成到现有的燃料进料系统中。
理解权衡
不正确压力的风险
压块过程的有效性完全取决于所施加压力的精度。
如果压力过低，机械粘合将失败，导致颗粒在运输或进料过程中碎裂。
相反，在没有优化的情况下施加过大的压力可能会导致密度方面收益递减，同时增加制造过程中的能耗。
为您的目标做出正确的选择
您的成型工艺的配置取决于您的生物质燃料的最终用途。
- 如果您的主要重点是物流和出口： 优先考虑高压和最大的疏水性，以确保燃料能够承受长途运输和户外储存。
- 如果您的主要重点是发电厂效率： 专注于一致的颗粒几何形状和机械稳定性，以确保与煤炭系统无缝进料和混烧。
最终，实验室液压机将热解生物质从一种有前途的化合物转化为一种可行、可扩展的工业燃料产品。
总结表：
| 特征 | 热解后成型中的作用 | 对生物炭燃料的影响 |
|---|---|---|
| 压实 | 将松散粉末压缩成固体压块 | 增加单位体积的能量密度 |
| 压力控制 | 施加精确的轴向或等静力 | 确保机械粘合和结构完整性 |
| 空气排出 | 消除空隙并最大限度地减少孔隙率 | 减少水分吸收和降解 |
| 成型稳定性 | 制造耐用的颗粒或块状物 | 优化工业混烧的进料效率 |
| 疏水性 | 在压缩过程中增强防水性 | 改善长期储存和物流稳定性 |
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参考文献
- Maja Ivanovski, Marjana Simonič. Exploring the Properties of the Torrefaction Process and Its Prospective in Treating Lignocellulosic Material. DOI: 10.3390/en16186521
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
