Tao Lei 1, 2, Zheng a ajouté 1, Martyre 3Lvwen Long4
(1. Nanjing école Université forestière de génie mécanique et électronique, Nanjing 210037, Chine; 2. Machines agricoles Jiangsu Experiment Station, Nanjing 210017, 3. École d'Ingénierie de l'Information, Huzhou Teachers College, Huzhou 313000, Jiangsu; 4. Taixing Dingli Technology Co., ont Société, Taixing, Jiangsu 225400)
Résumé: Par une analyse systématique à l'étranger des techniques de durcissement de moulage de la biomasse Caractéristiques et problèmes posés Guérir le principe et la biomasse processus de durcissement ligne de production, des technologies clés de processus de formation et d'autres systèmes d'alimentation automatique et guéri, l'eau la surveillance et le système de compensation et que le système de durcissement de la technologie de contrôle de l'appareil mis au point recommandation clé de forme.
Le combustible de moulage est une combinaison de technologie industrielle avancée et de ressources renouvelables.Il s'agit d'un nouveau type de bioénergie, qui peut remplacer le bois, le charbon, le carburant, le gaz de pétrole liquéfié et ainsi de suite. les chaudières industrielles, la production d'énergie de la biomasse et analogues. en Allemagne, pour laquelle ne peut pas être législation classées pour le recyclage de matériau de déchets de bois, habituellement utilisé en tant que combustible, l'utilisation directe de matériel de déchets de bois ou analogue en tant que combustible, et peuvent ainsi être transformés en un bois moulé des déchets Carburant
En convertissant la faible densité, le faible pouvoir calorifique et la faible performance de combustion des déchets agroforestiers (paille, bois de branches, etc.) en haute densité, haute valeur calorifique, résistance au feu et stockage et transport faciles. renouvelable, propre, exempt de pollution ou de la biomasse alimentation en briquette.
Basée sur l'analyse systématique des caractéristiques de la biomasse à la maison et à l'étranger, cet article résume les problèmes actuels de moulage de la biomasse et propose des solutions pour le développement de technologies clés telles que la polymérisation et le développement d'équipements clés pour le durcissement. Pour s'adapter aux conditions nationales de la Chine de durcissement de la biomasse de moulage de carburant technologie clé et de l'équipement pour promouvoir l'utilisation du développement, promouvoir le moulage de projets de carburant pour soulager les tensions énergétiques.
1 technologie de moulage de carburant à la maison et étudier à l'étranger propose une analyse
Le Japon, les États-Unis et certains pays d'Europe, ont été stéréotypes, et la formation de l'industrie, dans le chauffage, le chauffage, le séchage, la production d'énergie et d'autres domaines pour promouvoir l'application de la recherche en Chine a commencé tard. Et d'autres aspects de l'étude, et obtenu des résultats fructueux, avec l'augmentation de la demande du marché, mais aussi effectué la performance de la combustion de la recherche exploratoire.Cependant, principalement au modèle de simulation de laboratoire pour le mécanisme de moulage et la performance du produit La recherche principale
1.1 recherche de mécanisme de formation
Les caractéristiques des matériaux tels que le type de matériau, la granulométrie, la teneur en humidité et les additifs sont les facteurs clés qui influent sur le moulage et les caractéristiques inhérentes au durcisseur, comme la température de moulage, la pression de travail, la vitesse de travail ou le préchauffage. Ce qui peut affecter les propriétés mécaniques telles que la densité de moulage, la résistance, la durabilité, l'allongement et la porosité des produits moulés. , Est proportionnelle à la pression de moulage.
Razuan et al., Ont utilisé un moulage à piston hydraulique pour supprimer le gâteau de palmiste.Les résultats montrent que la pression de moulage, la température, la teneur en humidité et le liant sont les facteurs clés influençant la densité et la résistance à la traction du moulage. 80 ~ 100 ℃ et une teneur en eau de 7,9% dans les conditions de densité de formation allant jusqu'à 1184 ~ 1226 kg / m 3, La résistance à la traction de 930 ~ 1007kPa, 1,0% à 2,0% sodium additifs d'hydroxyde peut augmenter la résistance à la traction, des additifs et de l'amidon ne sont pas valides. HasanYu-mak a réalisé un appareil de moulage hydraulique tumbleweed pulvérisé (≤10mm de longueur) en essai moulé sous quatre types de moule, des conditions de moulage que la teneur en humidité de 7% à 10%, 15,7 ~ pression 31.4MPa et de la température 85 ~ 105 ℃. Chuen-Shii Chou et noter la température de thermoformage est la masse volumique et le bloc de formation de pression force clés facteurs, des balles de riz comme additif pendant le pressage à chaud peut favoriser la densification. Huang rap droit de port a étudié la teneur en eau de la charge d'alimentation sur la base du mécanisme de formation de vis, la température de formage, le type de matières premières et de la taille raccord à vis et analogues de la biomasse formée Influence.
texte Yan, tout comme le moteur hydraulique piston banc ouvert de moulage de la teneur en eau de résidus de gazon d'essai moulé différents différent de filière conique, la recherche montre que: la teneur en humidité de la charge d'alimentation de biomasse augmentant, la température ambiante formant la densité de bloc et de la force de compression tendances de variation Est petit et devient de plus en plus petit.
Comme le processus de durcissement est plus complexe, haute température, haute pression avec des changements physiques et chimiques, et soumis à des contraintes d'espace, ne peut pas directement observer le processus de moulage.
Nalladurai Kaliyanl et autres Étudier la relation entre le module élastique, le coefficient de résistance, l'indice de durcissement, le coefficient de viscosité, le facteur de perte de charge et la pression de moulage, la taille des particules, la teneur en eau et la température de préchauffage. , en utilisant une analyse de logiciel fait AN-SYS compression du segment de remplissage article moulé de l'amélioration de la durabilité, et d'améliorer le degré de compression utilisant le produit de matériau de ramollissement lent moulé ou analogue peut être empêché l'apparition de fissures. modèle d'analyse thermique de la biomasse de frottement et analogues formant matrice du Hongguang température de la surface interne du moule de vérification expérimentale dans le fonctionnement du travail à atteindre la température de ramollissement de 60 min de la lignine, 240min après que la température se stabilise à 115 ~ 125 ℃, en contrôlant les matières premières, matériaux de moulage et des structures, de la productivité et d'autres facteurs, peut raccourcir le temps nécessaire pour atteindre le point de ramollissement de la lignine , améliorer la qualité de moulage. bouche Sun Liang et quaternion régression quadratique de rotation et un procédé d'analyse de surface de réponse, et la pression de moulage a été étudiée en utilisant SPSS et de Matlab, la température de chauffage, l'humidité et la quantité de liant de moulage balle Ordre d'influence et caractéristiques de moulage optimales de la densité de mou de bloc.
Huo Lili et d'autres morphologie microscopique indiqués en utilisant la machine de moulage par mode de boucle mécanisme intermittent enchemisé Tian Xiaoyu comprimé. Comme la liaison a été observée avec un microscope électronique, de manière tridimensionnelle entre les particules et la morphologie microscopique des tiges de maïs après durcissement et de moulage, une pression de moulage indiquée dans 60 ~ 90MPa, la température du matériau est de 75 ~ 100 ℃, la teneur en humidité est de 8% ~ 16%, et les propriétés mécaniques du bloc de moulage sont meilleures que celles du bloc de moulage Wu Yunyu et al. La relation géométrique entre la pression positive de la matière première et le biseau de la surface de la particule de biomasse est déterminée par le modèle de géométrie de contact.
Étude sur les caractéristiques de combustion du combustible de moulage
Les facteurs affectant les caractéristiques de combustion (pouvoir calorifique, émissions et cendres) du combustible sont principalement les caractéristiques physiques de la paille, la densité de formage, le diamètre de formage et l'effet de ventilation pendant le processus de combustion, etc. Feuilles de mangue, feuilles d'eucalyptus, test de moulage de paille de blé et de sciure et test de caractéristiques de combustion ont montré que ces quatre types de pouvoir calorifique du moulage étaient supérieurs au pouvoir calorifique du charbon indien de 1/2, peuvent remplacer le charbon et le bois. Il a été constaté que la valeur calorique de la paille de riz concassée était directement proportionnelle à la teneur en balle de riz et à la température de pressage à chaud: Stefan et autres combustibles recommandés étaient de 900 kgf / cm 2Pression sous la pression de la compression de 12.72MJ / kg (teneur en humidité de 15%) et la résistance à la flexion jusqu'à 150kgf / cm 2Du bloc de moulage A. A. Debdoubi et d'autres études ont souligné que la tige de Staphylococcus aureus Stem sous la plus grande pression dans la densification peut obtenir un pouvoir calorifique supérieur.
Ma Hongqin et d'autres études ont montré que le taux de volatilisation de la combustion initiale de la paille s'accélère avec l'augmentation de la température, mais que la stabilité de la combustion est pire, l'augmentation de la ventilation peut réduire la température du four et la stabilité relative des matières volatiles. Le taux de précipitation de la fraction volatile du combustible moulé a un certain effet inhibiteur: la vitesse de combustion moyenne augmente avec l'augmentation du diamètre de formage et la qualité du moulage, mais le taux de précipitation de la matière volatile dans la dernière phase est relativement stable. Les caractéristiques de combustion et les caractéristiques d'émission de polluants des combustibles particulaires de la biomasse indiquent que la teneur en matières volatiles est inversement proportionnelle à la teneur en humidité, le temps d'allumage requis pour le combustible particulaire de la biomasse, SO 2, NO xEt d'autres polluants déchargent la concentration de qualité est beaucoup plus faible que la norme nationale, mais il y a quelques particules de biomasse de la teneur en cendres de carburant est trop grand, scories sérieuses et d'autres questions.Wang Min et autres utilisation de l'eau bouillante Test d'analyse, les morceaux restants en plus du taux d'évaporation des indicateurs restants sont meilleurs ou égaux à pin.
Étude sur les caractéristiques de stockage du combustible moulé
Les caractéristiques de broyage, humidité et conditions de travail des différents matériaux influent fortement sur les performances de stockage du combustible de moulage.Mais parce que les différents équipements de durcissement s'adaptent aux différentes caractéristiques du matériau, lorsque la teneur en humidité dépasse la plage d'adaptation de la machine, le matériau ne convient pas Lucywamukonya et ainsi de suite à 2O ℃ et 50 conditions d'humidité, testé après stockage pendant 2 semaines après la formation du bloc de paille teneur en humidité et la durabilité, la formation de sciure et de copeaux La durabilité de la paille de blé est la plus mauvaise et le taux de dilatation est le plus grand dans la direction longitudinale, et la durabilité du bloc de moulage de la sciure de bois est améliorée.
RNSingh dans 40% à 85% des conditions d'humidité environnementales, a souligné que dans un environnement à humidité élevée, le stockage de biomasse moulage ne produira pas de problèmes.K.erarattananoon et d'autres études que la formation de particules après la dilatation, la teneur en humidité et la densité apparente, La vraie proportion, devrait être basée sur le type de matériel pour déterminer une teneur en humidité optimale pour rencontrer la production stable des particules de biomasse, la longévité et les besoins de l'environnement de stockage approprié.
1.4 recherche de processus de production de moulage
Zhang Baoliang a présenté la structure, formant le principe et l'application de la machine de moulage de la biomasse HPB-I, qui adopte le mécanisme de moulage par extrusion bidirectionnel à piston alternatif hydraulique, qui est extrudé à travers la tige de poinçonnage aux deux extrémités de la tige double Matériel, dans la force externe, les particules de biomasse ont commencé à réorganiser la relation de position, et l'apparition de la déformation mécanique et rhéologie plastique; Enfin, le rôle de la tige de poussée, la biomasse dans une tige des deux extrémités du manchon dans l'extrusion, Devenir une forme donnée
Manchon de piston alternatif à entraînement hydraulique Le mécanisme de moulage par extrusion bidirectionnelle peut réduire l'efficacité, le travail est en douceur, la conception est raisonnable, structure innovante, pour le développement et l'utilisation de l'énergie de la biomasse à base de paille. Paille causée par la pollution de l'environnement, avec des avantages économiques importants et des avantages environnementaux.
L'effet du taux de compression, du type de matière première et de la teneur en humidité des matières premières sur la densité du combustible granulaire a été étudié à l'aide d'une machine de moulage de particules biomasse BIO-C37. Conditions, il est conclu que dans la condition de température normale, la matière première de la biomasse est déformée sous la forme d'engrènement dans le processus de moulage par compression, et les couches de particules sont combinées les unes avec les autres sous la forme de liaison mutuelle.On trouve que la teneur en cellulose dans la matière première détermine Plus la teneur en cellulose est élevée, plus le moulage est facile.La taille des particules et la teneur en eau ont une influence évidente sur les conditions de moulage.Quand la taille des particules est de 1 ~ 5mm et la teneur en eau est de 12% ~ 18%, Le plus grand.
YAO Zong-lu et ainsi de suite, adoptent le principe de la formation de moule de moule, et conçoivent une ligne de production de combustible de bâti de biomasse solide et de l'équipement relatif L'équipement adopte le procédé de prétraitement de mélange de matière première de concassage secondaire, La ligne de production de combustible de moulage de biomasse solide a été établie et la productivité de la ligne de production de combustibles de solidification de la biomasse était supérieure de 17,3% à celle de l'état unique. L'efficacité économique a augmenté de 13,3%, le taux de moulage a atteint 98%, la masse volumique apparente et la densité particulaire étaient significativement plus élevées que les isolats, mais les résultats n'ont pas eu le plus d'impact sur la ligne de production.
Hou Zhendong et d'autres expériences à travers l'équipement de moulage de paille self-made, indiquant que l'introduction de déplacement axial, pic de déplacement radial, pression de pointe et contrainte nominale et d'autres concepts pour mesurer les propriétés mécaniques du bloc de formage. L'effet du taux sur la densité, la résistance à la déformation et l'imperméabilité de la pièce moulée est remarquable.Le mécanisme de moulage du bloc de formation de tige de maïs avec une excellente performance et un stockage et transport facile est lorsque la pression est de 60 ~ 90MPa, la température de chauffage est de 8% ~ 12%, vous pouvez produire d'excellentes performances et le stockage et le transport facile du bloc de moulage.
Wolfgang Stelte a étudié l'effet de la longueur des particules, de la température du moule, de la teneur en humidité et de la granulométrie sur la pression de granulation lors de la granulation de biomasse. Les résultats montrent que la granulation augmente avec la granulation. Les résultats montrent que l'augmentation de la température entraîne une diminution de la pression de granulation et que l'effet de la pression de granulation sur la teneur en eau est le même que celui du témoin. (Les diamètres de 0,5 mm à 2,8 mm) ont été testés Les résultats ont montré que la pression de granulation augmentait avec la diminution de la taille des particules et que l'effet de la pression de granulation sur la densité des particules était déterminé. Les résultats montrent que la pression de granulation à 200 MPa ou plus n'entraîne qu'une légère augmentation de la densité des particules.
L'analyse des études ci-dessus montre que la pression de moulage, la teneur en eau et la taille des matériaux sont les principaux facteurs influençant la formation de moulage de la biomasse, l'amélioration de la vitesse de la broche et l'augmentation du diamètre du trou. Plus la taille des particules est petite, plus la densité du combustible est élevée après le moulage, meilleur est l'effet de moulage.
Analyse des problèmes dans l'équipement de polymérisation de carburant de moulage de la biomasse
À l'heure actuelle, le traitement du combustible de moulage de la Chine à type étendu, faible degré d'automatisation et une faible stabilité de production.Les opérateurs exposés à la poussière, en particulier les liens de concassage, mauvais environnement de travail.Traitement de moulage de moulage 1t / h, par exemple, besoins de production continue 2 l'opérateur à nourrir, l'utilisation ou la pelle sera écrasé / haché matériau jetés en continu dans le convoyeur.Lorsque la teneur en humidité du matériau est inférieure aux exigences de moulage, en s'appuyant sur l'expérience de l'utilisation de pulvérisation ou de déversement direct De sorte que le processus de production est instable, la continuité est faible, la productivité est faible, la consommation d'énergie est élevée et la durée de vie de l'équipement est courte, le coût de maintenance est élevé, la productivité moyenne est la même que celle des autres Peut seulement atteindre 60%.
À l'étranger dans la technologie de durcissement est relativement mature, soutenant la technologie de prétraitement de la biomasse est également plus parfaite, mais le prix est élevé, et en raison des matériaux de la biomasse environnante et leur technologie de prétraitement est également l'existence de matériaux Et d'autres problèmes.
Technologie clé de moulage et ses suggestions de recherche
Compte tenu de la technologie actuelle est encore limitée à la recherche de mécanisme de moulage et de la simulation en laboratoire, et la production réelle de grandes différences, et les propriétaires d'entreprise sont plus préoccupés par les avantages économiques de l'équipement de durcissement, Manque de soutien théorique, donc la nécessité de la technologie de moulage et de la technologie de moulage et de l'équipement pour mener une étude approfondie.
3.1 le principe de moulage de durcissement et la recherche de processus
Le principe du durcissement de la biomasse est principalement composé de pressage à froid et de moulage compact, de pressage à chaud et de moulage compact et de moulage compact de carbonisation. Le compactage par carbonisation est principalement utilisé en raison du procédé compliqué et de la consommation énergétique élevée. Moulage et poinçonnage moulage compact, machine de moulage par vis pour résoudre la vis et manchon de formage usure grave moqueur, courte durée de vie des problèmes techniques, le piston / moulage est caractérisé par les exigences de la teneur en humidité matière première est petite, pour résoudre l'expansion Phénomène dangereux «dynamitage» et l'ancien processus de broyage de la consommation d'énergie et d'autres questions.
Le moulage dense à froid comprend trois types de structures: moule annulaire à axe horizontal, moule à anneau vertical et moule plat.Modèle de moule annulaire à niveau élevé pour résoudre la distribution facile et inégale du matériau dans la cavité du moule, la partie inférieure du matériau et la partie supérieure du moule. La charge inégale et le rouleau de pression, l'inégalité d'usure de moule, la faible productivité, la consommation d'énergie relative et ainsi de suite. La structure de moule d'anneau vertical à travers le moule annulaire plat pour résoudre la structure de moule d'anneau horizontal de la distribution inégale de Et les modèles de structure de moule deviennent les produits principaux du marché.
Ainsi, la production effective de l'anneau de renforcement devraient mourir durcissement principes de moulage et la technologie pour le durcissement de la structure de mise à plat de formation d'équipement plat, pour différents types de matériaux, caractérisé en ce broyage, la teneur en humidité du matériau correspondant à la vitesse de la broche et analogues déterminer l'aptitude de l'appareil de moulage durci.
3.2 Analyse du processus de durcissement
processus de durcissement est complexe, à haute température, haute pression ainsi que des changements physiques et chimiques, ainsi que les contraintes d'espace, le processus de formation ne peut pas être observé directement. Compte tenu des modèles actuels de simulation de laboratoire, des logiciels de simulation informatique, etc. après la formation d'observation microscopique à base, effet du type de matériau, la taille la matière, la teneur en humidité, la température, la pression de moulage et le moulage du produit moulé, bien que la production effective joue un rôle de guidage, mais il y a une grande différence, si le matériau de fabrication de la taille des particules et la présence de la teneur en humidité non uniforme pression de moulage et de la température et d'autres facteurs non mesuré. Par conséquent, il est nécessaire d'effectuer le durcissement et l'analyse du processus de moulage, des matériaux différents ont été essai pulvérisé / différente taille des particules, la teneur en eau dans des conditions différentes, la surveillance de la vitesse de rotation, le courant et la température de l'orifice de la filière hachées , Et prendre l'échantillon de moulage, la mesure de la densité et l'utilisation de l'observation microscopique de la structure de l'échantillon et d'autres méthodes pour analyser la production réelle du processus de durcissement.
4 Développement et analyse d'équipements critiques pour le durcissement
L'alimentation est durci pendant le fonctionnement de l'appareil de moulage une partie intégrante de, et affecte le degré d'équipement d'automatisme, la stabilité, la fiabilité et l'efficacité, la sécurité et l'environnement de travail. Ainsi, le développement de systèmes d'alimentation automatiques, ainsi que l'eau de surveillance et système de compensation et le système de technique de commande, la Fig. 1 pour le schéma de principe du système de contrôle d'automatisation suggéré ici. alimenté par une compensation automatique de l'humidité et de surveillance de la vitesse de broche (rouleau de pression de vitesse de rotation) ou la variation de courant, ajuster le débit d'alimentation, pour réaliser un appareil de moulage durci De la production automatisée, réduire l'intensité du travail, réduire les coûts de production, assurer la stabilité, la production continue.
5 Conclusion
Cet article analyse les caractéristiques de la biomasse et de la technologie de moulage du combustible dans le pays et à l'étranger, ainsi que certains problèmes tels que la sécurité de l'environnement de production, l'automatisation de la production et la qualité des produits. Sur la base des recommandations suivantes:
1) Dans la production réelle, l'étude du type de matériau, la taille des particules de broyage, la teneur en humidité du matériau et la vitesse de broche correspondante pour déterminer l'adaptabilité de l'équipement de durcissement, les principes et les procédés de moulage.
2) de développer pour le développement de la ligne de production de moulage de la biomasse de moulage du système d'alimentation automatique, et des systèmes de surveillance et de compensation de l'eau et du système de technologie de contrôle commun.
3) appliquer progressivement le système à la ligne de production de moulage de biomasse, tester l'application avant et après l'application de l'équipement de traitement, la stabilité, la continuité et l'environnement de travail et les avantages économiques.
