做為
顆粒機和
秸稈壓塊機的主要要生產原料,它的主要組成的化學元素為C、H和O,而傳統能源化石資源的主要化學組成為C和H。通過光合作用,植物每年可以轉化約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組份均為纖維素,半纖維素,木質素三種。由表2-1可以看出麥秸和棉稈中的纖維素含量,木質素含量,半纖維素含量,均接近于杉木等低級木材。而生物質顆粒燃料之所以在顆粒機和壓塊機的擠壓作用下可以成行,就是因為原料含有木質素的作用所致。
顆粒機原料秸稈化學成分分析
纖維素是植物中的最豐富的物質,又是細胞壁的主要結構成分,在作物秸稈中的含量達40~50%,賦予植物莖稈彈性和機械強度。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晶形狀存在,化學性能非常穩定。纖維素在270℃開始分解,纖維素熱降解的程度與溫度高低,作用時間長短及介質中的水分和氧氣含量均有密切關系,受熱時間愈長降解愈嚴重。纖維素對熱的傳導作用軸向比橫向大,其值大小與纖維的孔隙度有關。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組織中占總量的50%,它結合在纖維素微纖維的表面,并且相互連接,這些纖維構成了堅硬的細胞相互連接的網絡。半纖維素具有親水性能,在貯存過程中易水解,轉變成木質素。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。
作為顆粒機和秸稈壓塊機生產的生物質固體顆粒燃料成型的重壓原因木質素是由苯丙烷結構單體構成的,具有三度空問結構的天然高分子化合物,在細胞壁中與其他成分一起形成復雜結構,賦予植物體高的硬度和剛度。它在水中以及通常有機溶劑中大部分不溶解。在加熱到100℃時開始軟化,160℃開始熔解。轉變為膠體物質,具有粘結劑的功能。所以說明,由于植物秸稈具有較高的木質素含量,因此加熱的方式對秸稈顆粒機、秸稈壓塊機等成型機更有利,能更好地發揮其自身高含量的木質素在成型過程中的粘結作用。