실온에서 펠릿 연료를 생산하기 위해 느슨한 바이오매스를 사용하는 것은 바이오매스 에너지를 활용하는 간단하고 직접적인 방법입니다. 농작물 밀짚 펠릿의 기계적 성형 기술에 대해 논의해 봅시다.

구조가 느슨하고 밀도가 낮은 바이오매스 재료가 외력을 받은 후, 원료는 재배열, 기계적 변형, 탄성 변형 및 소성 변형의 단계를 겪게 됩니다. 비탄성 또는 점탄성 셀룰로오스 분자가 서로 얽히고 뒤틀려 있어 물질의 부피는 감소하고 밀도는 증가합니다.

바이오매스 펠렛 기계 장비의 링 다이 압축비는 성형 압력의 크기를 결정합니다. 옥수수대, 갈대 등 원료의 셀룰로오스 함량이 적고 외력에 의해 압출될 때 변형되기 쉽기 때문에 성형에 필요한 링 다이의 압축비가 작습니다. 즉, 성형압력이 작다. 톱밥의 셀룰로오스 함량이 높고 성형에 필요한 링 다이의 압축비가 큽니다. 즉 성형 압력이 큽니다. 따라서, 성형된 펠릿 연료를 생산하기 위해 다양한 바이오매스 원료가 사용되며, 다양한 링 다이 압축이 사용되어야 합니다. 원료의 셀룰로오스 함량이 비슷한 바이오매스 재료의 경우 압축비가 동일한 링 다이를 사용할 수 있습니다. 상기 원료의 경우, 링 다이의 압축비가 증가할수록 입자 밀도가 증가하고, 에너지 소비가 증가하며, 출력이 증가한다. 특정 압축비에 도달하면 형성된 입자의 밀도가 약간 증가하고 이에 따라 에너지 소비가 증가하지만 출력은 감소합니다. 압축률이 4.5인 링 다이가 사용됩니다. 톱밥을 원료로 하고 압축률이 5.0인 링 다이를 사용하면 펠릿 연료의 밀도가 품질 요구 사항을 충족할 수 있으며 장비 시스템의 에너지 소비가 낮습니다.

동일한 원료를 압축비가 다른 링 다이에 형성하고, 펠렛 연료의 밀도는 압축비가 증가함에 따라 점차 증가하며, 특정 압축비 범위 내에서 압축비가 증가하면 밀도가 상대적으로 안정적으로 유지됩니다. 어느 정도 과도한 압력으로 인해 원료가 형성되지 않을 수 있습니다. 왕겨는 입자 크기가 크고 회분 함량이 커서 왕겨가 입자를 형성하기 어렵다. 동일한 재료의 경우 더 큰 입자 밀도를 얻으려면 더 큰 링 모드 압축비를 사용하여 설계해야 합니다.
성형 조건에 대한 원료 입자 크기의 영향

바이오매스 원료의 입자 크기는 성형 조건에 큰 영향을 미칩니다. 옥수수대 및 갈대 원료의 입자 크기가 증가함에 따라 성형 입자의 밀도가 점차 감소합니다. 원료의 입자 크기가 너무 작으면 입자 밀도에도 영향을 미칩니다. 따라서 옥수수대, 갈대 등 바이오매스를 입자연료 제조용 원료로 사용할 경우 입자크기를 1~5mm로 유지하는 것이 보다 적절하다.

펠렛 연료의 밀도에 대한 공급원료의 수분 영향

생체 내에는 적당한 양의 결합수와 자유수(free water)가 존재하는데, 이는 윤활제 역할을 하여 입자 사이의 내부 마찰을 줄이고 유동성을 높여 압력 작용에 따른 입자의 미끄러짐과 끼워맞춤을 촉진합니다. . 바이오매스 원료의 수분 함량이 너무 낮으면 입자가 충분히 팽창하지 못하고, 주변 입자들이 단단하게 결합되지 않아 형성될 수 없게 된다. 수분 함량이 너무 높으면 최대 주응력에 수직인 방향으로 입자가 완전히 신장되어 입자가 서로 맞물릴 수 있지만, 원료 내의 수분이 더 많이 압출되어 입자층 사이에 분포되기 때문에 , 입자층이 밀착되지 않아 형성이 불가능하다.

따라서 바이오매스 펠릿 기계 및 장비가 옥수수대, 갈대 등의 바이오매스를 펠릿 연료 생산용 원료로 사용하는 경우 원료의 수분 함량을 12%~18%로 유지해야 합니다.

상온 조건에서 바이오매스 원료의 압축성형 과정에서 입자들은 상호 맞물림 형태로 변형 및 결합되고, 입자층들은 상호결합 형태로 결합된다. 원료 중 셀룰로오스 함량에 따라 성형 난이도가 결정되는데, 셀룰로오스 함량이 높을수록 성형이 쉬워집니다. 원료의 입자 크기와 수분 함량은 성형 조건에 큰 영향을 미칩니다.