1、发电木粉的粉碎理论
1.1木材粉碎的概念
粉碎是使物料颗粒尺寸逐渐变小的工艺过程。对于木材粉碎，是指木基原料在外力作用下，克服分子之间的内聚力，使木基原料尺寸由大到小、颗粒比表面积由小变大的过程。由于木材粉碎后的尺寸效应和表面积效应，其比表面积增大，可以大大提高木基生物质原料的物理性质和化学反应速度。在木基生物质原料粉碎过程中，会产生发热、振动和摩擦等作用，所以木材粉碎也要消耗一部分能量。
1.2木材粉碎的条件
木基原料的粉碎是一个自身尺寸不断减小、粉碎机理较为复杂的过程，它的粉碎效果与诸多因素有着不可分割的关系。如木基原料的物理和机械性能、外形、尺寸大小、自身缺陷等。在木粉加工过程中，木基原料内部存在着许多缺陷，在木基原料颗粒粉碎的起始阶段里，由于原料的粒度较大，内部缺陷较多，所以粉碎所需要的能量和力度相对较小。随着粉碎的继续进行，木粉颗粒的粒度不断减小，其内部缺陷也逐渐减少，要达到更细粒度的粉碎所需的能量会逐渐增加。从Griffith的研究成果，可以认为木基生物质物料在粉碎加工前也存在微裂纹，除了原生裂纹的扩展外，木基生物质原料在粉碎过程中在各种力的作用下还会产生新的裂纹并扩展，这就是实际所需要的能耗比计算的能耗偏小的主要原因。一般来讲，裂纹的扩展需要两个条件，即粉碎的力的条件和能量条件。
1.3高速机械粉碎原理
机械粉碎的原理主要是靠挤压、弯曲、劈裂、研磨和冲击等方式实现物料的粉碎。前四种依靠静力实现粉碎的目的，最后一种则使用动能实现粉碎的目的。在绝大多数粉碎机械中，物料常在两种以上粉碎方式的作用下实现粉碎。高速机械粉碎机的优点就是粉碎速度快且粒度均匀，对一些传统设备难以粉碎的物料也能达到很好的粉碎效果。目前，对于城市木基废弃物和农作物收割之后留下的秸秆这些可再生资源的处理，一般采用盘磨、胶体磨和剪切机进行粉碎处理，粉碎的效果不理想，需要的能耗也较大，设备磨损后修复比较困难，不符合减排降耗的要求。
2、生物质发电用木粉粉碎装备
2.1粉碎设备方案
传统木粉加工工艺主要是粗筛选、干燥、磁选制粉和精选。传统木粉加工由于在加工方法方面存在缺陷，致使木粉质量较差。此外，木材缺陷的存在也影响木粉的质量。燃料木粉粉碎设备要适应发电用木粉的需求，必须能够加工不同粒度的木粉，并且粒度范围在200～300目。研究中，结合各种木材细胞和木纤维的结构，突破了国内外各种目数木粉加工工艺和方法，利用刀具高速旋转的过程中由于雷诺效应产生的动压高压和静压形成的高压叠加，形成了高速切削粉碎需要的高压，依靠冲击动能把锯末或碎纤维木粉冲击切削成符合粒度要求的燃料木粉。
2.2发电用木粉粉碎机
研究设计的生物质发电用木粉粉碎机总体结构如图l所示。准备粉碎的木质物料经料斗进入粉碎腔，在粉碎腔物料与高速回转器件及颗粒之间互相冲击、碰撞、磨擦、剪切、挤压而实现超细粉碎，粉碎后由筛网分级，合格产品由收集器收集，不合格产品继续在粉碎腔研磨粉碎。木粉产品细度由筛网规格型号决定。发电用木粉粉碎机外观图如图2所不。
3、发电用木粉的粉碎结果
3.1发电木粉显微结果
发电木粉的粒度对木材发电的效率影响巨大，木粉最大与最小粒度比一般不超过8。较小粒度的发电木粉颗粒有较多的反应表面，并且木粉颗粒的热解反应要加热到一定温度时才能发生。木粉的粒径主要影响其加热速率，而木粉颗粒的加热速率又影响产品气的产率和组成。术粉颗粒粒度分布的均匀性也是影响气流分布的主要因素，如果将未筛分过的木粉原料加入固定床内，会造成大颗粒在床层中的分布不均，形成阻力较大和阻力较小的区域，导致局部强烈燃烧，造成局部上移或烧结，形成“架空”现象。严重时气化层可能越出木粉原料层表面，出现“烧穿”现象。
通过上述研究的发电木粉粉碎机对部分术基生物质原料进行粉碎，得到部分发电木粉的实验样品，通过显微镜观察它们的结构和形态。多个和单个木粉显微照片分别如图3和图4所示。
从图3和图4中可以看出，木质原料粉碎后，木粉颗粒最小粒度接近20um，大部分木粉颗粒形状近似长条形，细胞壁没有破壁。
3.2发电木粉粒度结果
研究设计的发电用木粉粉碎机利用高速定刀和静刀双亘剪切作用，实现了将动静压粉碎技术应用到木粉粉碎，粉碎后的术粉通过筛网进级分级。该方法弥补了传统木粉加工方法中杂质多、纤维质量差、木粉的目数不均匀等缺点，开创出了一种新的生物质发电木粉生产方式。为了精确得到发电木粉实验样品的粒度分布，用激光粒度仪对发电用木粉样品进行了木粉粒度和体积百分率的统计，其粒度和体积百分率统计。
从图5可知，粉碎后经分级得到的木粉颗粒最小粒度为18.51um，最大粒度为374.94um。从图6可知，木粉颗粒的粒度大部分集中在100—300um，木粉粒度已经达到了发电木粉要求的200～300目，完全能够满足发电木粉的粒度要求。
4、结论
利用研究设计的生物质发电用木粉粉碎机对木基生物质原料进行粉碎，通过木粉纤维结果和粒度结果可以看出，粉碎后木粉的粒度满足发电木粉的要求。
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