타오 레이 1, 2, 청이 덧붙였다. 1, 순교 3Lvwen Long4
(1. 중국 난징 삼림 대학 남경 삼림 대학 2. 중국 남경 210017 장쑤성 농업 기계 시험소 3. 중국 후생 133000 Huzhou Teachers College 정보 통신 학원 4. Taixing Dingli Technology Co., Ltd. Company, Taixing, Jiangsu 225400)
개요 : 국내외 바이오 매스 성형 장비의 경화 기술의 특성 및 기존 문제점을 체계적으로 분석하여 바이오 매스 경화 성형 생산 라인의 경화 원리 및 공정 및 경화 공정과 같은 핵심 기술을 확보하고, 핵심 장비 개발 권장 사항 개발을위한 모니터링 및 보상 시스템 및 공동 제어 기술 시스템.
성형 연료는 첨단 산업 기술과 재생 자원이 결합 된 것으로 목재, 석탄, 연료, 액화 석유 가스 등을 대체 할 수있는 새로운 형태의 바이오 에너지로 난방, 생활 용 가스 렌지, 온수 보일러, 산업 보일러, 바이오 매스 발전 등 독일에서는 목재의 재활용을 위해 연료 사용, 목재 폐기물을 직접 처리 할 수있는 연료로 쓰레기 목재를 직접 사용하는 법으로 분류 할 수는 없다 연료.
바이오 매스 경화 장비는 연료 몰딩을위한 핵심 장비로 농경지 폐기물 (짚, 분지 등)의 저밀도, 저칼로리 값 및 불량 연소 성능을 고밀도, 고 발열량, 연소 저항 및 쉬운 보관 및 운송으로 변환합니다. 연료 또는 사료의 재생, 청소, 무공해 바이오 매스 성형.
본 논문은 국내외 바이오 매스 경화 기술의 특성을 체계적으로 분석하여 바이오 매스 경화 성형의 문제점을 정리 한 후 경화 기술 및 경화 핵심 장비 개발과 같은 핵심 기술 개발에 대한 제안을한다 바이오 매스를 경화하는 연료의 핵심 조건을 개발하기위한 핵심 기술과 장비를 중국의 국가적 조건에 맞추기 위해 에너지 긴장 완화를위한 연료 프로젝트의 성형을 촉진합니다.
국내외 연료 성형 기술의 특성 분석
일본, 미국 및 유럽의 일부 국가, 바이오 매스 성형 연료 장비는 고정 관념과 산업의 형성, 난방, 난방, 건조, 발전 및 기타 분야에서 중국의 연구의 응용 프로그램을 촉진하기 위해 늦게 시작, 성형기구에서 연구 기관, 그리고 연구의 다른 측면, 그리고 시장 수요의 증가와 함께 결실 결과를 달성뿐만 아니라, 탐사 연구의 연료 연소의 성능을 수행했습니다. 그러나 주로 메커니즘과 제품 성능 및 기타 성형 메커니즘에 대한 실험실 시뮬레이션 모델 주요 연구.
1.1기구 연구를 형성
재료의 종류, 분쇄 입자의 크기, 수분 함량 및 첨가제 등이 경화 성형에 영향을주는 핵심 요소이며 성형 온도, 작동 압력, 작업 속도 또는 예열과 같은 경화 장비의 고유 한 특성에 상응하는 특성이 요구되며, Varun Pan-war 및 기타 연구에 따르면 성형 밀도는 입자 크기, 수분 함량 및 성형 속도에 반비례 함을 나타냅니다. 성형 밀도, 강도, 내구성, 연신율 및 성형물의 다공성과 같은 기계적 특성과 성형물의 에너지 소비에 영향을 줄 수 있습니다. 성형 압력에 비례합니다.
Razuan 등은 팜 커널 케이크를 억제하기 위해 유압 피스톤 프레스 성형을 사용하여 성형 압력, 온도, 수분 함량 및 결합제가 성형 밀도 및 인장 강도에 영향을주는 핵심 요소 인 것으로 나타 났으며 성형 압력은 64.38 MPa, 1184 ~ 1226kg / m3의 성형 밀도 조건에서 80 ~ 100 ℃, 수분 함량 7.9 % 3, 인장 강도 930 ~ 1007kPa, 1.0 % 첨가 2.0 % 가성 소다 첨가제는 인장 강도를 높일 수 있으며, 전분 첨가제는 유효하지 않습니다. 하산 유막과 기타 유압 성형 장비는 풀을 풀 (길이 10mm 이하) 성형 조건에 따라 성형 조건이 4 ~ 4 % 인 성형 조건은 수분 함량이 7 ~ 10 %, 압력이 15.7 ~ 31.4MPa, 온도가 85 ~ 105 ℃입니다. Chuen-Shii Chou 등은 고온 성형 온도가 성형 블록 밀도 및 압력 핵심 요소의 강도, 고온 프레스 공정에서 첨가제로 벼룩은 고밀도화를 촉진 할 수 있습니다 .Huang Mingquan 입은 원료 수분 함량, 성형 온도, 원료 유형 및 나사 조립 크기의 메커니즘을 형성하는 나사를 기반으로 노크 바이오 매스 성형 영향.
연의 Wengang 등등 다른 테이퍼 금형 성형 시험의 다른 수분 함량과 테스트 베드 잔디 가지 치기 잔여 물을 형성 유압 드라이브 피스톤 금형에 연구는 보여줍니다 : 바이오 매스 공급 수분 함량 증가와 함께, 성형 블록의 온도 밀도 및 압축 동향은 작고 작아집니다.
경화 과정이 더 복잡하고, 고온, 고압 물리적 및 화학적 변화와 공간 제약 조건에 따라 직접 성형 과정을 관찰 할 수 없습니다. 따라서 수학 모델 및 현미경 관찰의 설립도 효과적인 연구 방법입니다.
Nalladurai Kaliyanl 등은 구성 모델을 수립함으로써 탄성 계수, 강도 계수, 변형 경화 지수, 점성 계수, 마찰 손실 계수 및 성형 압력, 입자 크기, 수분 함량 및 예열 온도 사이의 관계를 연구했다. , AN - SYS 소프트웨어 분석의 사용은 하위 포장 압축을 사용하여 성형 제품의 내구성을 향상시키고 느린 압축을 사용하여 성형 균열을 방지하기 위해 재료 및 기타 방법의 연화를 개선합니다 .Du Hongguang 및 기타 바이오 매스 금형은 마찰 열 분석 모델을 수립합니다 그 결과 금형 내면의 온도는 60 분간의 작업 온도에서 리그닌 연화 온도에 도달하였으며, 온도는 115 ~ 125 ℃에서 안정하다. 원료, 성형 재료 및 구조 및 생산성을 조절 한 후, 리그닌 연화점의 온도를 단축 할 수있다 , 성형 성이 향상됨 Wang Liangkou 외 4 인 2 차 회귀 직교 회전 시험 및 응답 표면 해석 방법을 이용하여 성형 압력, 가열 온도, 수분 함량 및 벼 형성에 미치는 바인더 첨가의 영향을 SPSS 및 Matlab 블록 슬랙 밀도의 영향 순서 및 최적 성형 특성.
Huo Li-li 등은 마이크로 지형을 사용하여 간헐 성 층화를위한 링 모드 성형기를 관찰합니다. Xiaoyu와 전자 입체 현미경을 사용하여 입자와 미세 형태의 조합을 형성 한 후 옥수수 줄기를 관찰하고, 60 ~ 90MPa, 재료 온도는 75 ~ 100 ℃, 수분 함량은 8 % ~ 16 %이며 몰딩 블록의 기계적 성질은 몰딩 블록의 기계적 성질보다 우수합니다. 원료의 양압과 바이오 매스 입자 표면의 경사 사이의 기하학적 관계는 접촉 기하학 모델에 의해 결정된다.
성형 연료의 연소 특성에 관한 연구
연탄 연소 특성 (발열량, 배출 및 재 지표)을 중심으로 직경을 형성하는, 성형 밀도의 물리적 특성을 빨 환기 등을 연소 과정.하기 Varun 팬 전쟁 및 다른 유압 기계 프레스에 영향을 미치는 요인 망고 잎, 유칼립투스 잎, 밀짚 및 시험 결과 성형 톱밥 및 연소 특성을 보여 석탄의 발열량보다 네 성형 연료 발열량이 높은 인도 1/2 대신 석탄, 목재 Chuen-시이 추 사용될 수있다 싶다. 분쇄 된 볏짚의 칼로리 값은 쌀 껍질 함량과 고온 가압 온도에 직접적으로 비례 함을 발견했다. 스테판과 다른 권장 연료는 900kgf / cm 2압축 압력 12.72MJ / kg (수분 함량 15 %) 및 굴곡 강도 150kgf / cm 이하의 압력 2성형 블록. A.Debdoubi 다른 연구는 큰 압력 치밀화 높은 발열량의 에스 파르 열분해 섹션 얻을 수를 나타낸다.
마 샤오 킨 다른 연구 보였다 : 휘발성 초기 증착 속도의 짚 연탄 연소 온도가 증가 가속되지만 더 연소의 안정성, 성형 밀도를 증가시키기 위해, 퍼니스 온도 내의 송풍 속도를 증가가 휘발성 비교적 안정적인 성막 속도가 저하 될 수있다 형성 휘발성 연료 증착 속도는 일정한 효과 연소와 연소의 평균 초기 속도와 직경의 증가를 형성하는 성형 질량 증가를 재생, 나중에 휘발성 침강 속도의 연소가 비교적 일정한. Luojuan 덩 8 공부 바이오 매스 미립자 연료의 연소 특성 및 오염 물질 배출 특성은 휘발성 물질 함량이 수분 함량, 바이오 매스 입자 연료에 필요한 점화 시간, SO 2, 아니오 x오염 물질 방출 이러한 농도는 국가 표준보다 훨씬 낮지 만 바이오 매스 펠릿 연료 회분의 일부가 심한 슬래그 과잉으로 큰 문제가된다. 블록 소나무 블록을 형성하는 연소 특성 파라미터를 이용 왕 민 등 끓음 시험했다 테스트 분석, 남은 조각은 증발 속도 이외에 나머지 지표는 소나무 블록보다 낫다.
성형 연료의 저장 특성 연구
다른 재료의 분쇄 특성, 수분 함량 및 작업 조건은 성형 연료의 저장 성능에 큰 영향을 미칩니다. 그러나 다른 경화 장치가 다른 재료 특성에 적응하기 때문에 압축 된 재료의 수분 함량이 경화 기계의 적용 범위를 초과하면 재료가 적합하지 않습니다 Lucywamukonya 등 20 ℃ 및 50 습도 조건에서 짚 블록 수분 함량 및 내구성, 톱밥 및 부스러기 형성 후 2 주 동안 저장 후 시험 밀짚의 내구성은 최악이고, 팽창 속도는 세로 방향으로 가장 크며, 톱밥 성형 블록의 내구성이 향상된다.
RNSingh 환경 습도 조건의 40 % ~ 85 %, 높은 습도 환경에서 바이오 매스 연료의 저장 문제가 발생하지 않습니다 지적했다. K.erarattananoon 및 기타 연구 팽창, 수분 함량 및 벌크 밀도 후 입자의 형성, 진정한 비율은 바이오 매스 입자의 안정적인 생산, 내구성 및 적절한 보관 환경의 요구를 충족시키기 위해 최적의 수분 함량을 결정하기위한 재료 유형에 근거해야합니다.
1.4 성형 생산 공정 연구
장 바오리앙은 유압식 왕복동 피스톤 양방향 압출 성형 메커니즘을 채택한 HPB-I 바이오 매스 성형기의 구조 및 원리 및 응용법을 소개하였으며, 양로드의 양쪽 끝에서 펀칭로드를 통해 압출 성형됩니다. 재료, 외부 힘에서, 바이오 매스 입자 위치 관계를 다시 시작하고, 기계적 변형과 플라스틱 레올 로지의 발생 마지막으로, 푸시로드의 역할, 압출에서 슬리브의 두 끝에서 막대로 바이오 매스, 주어진 모양이 되십시오.
유압식 왕복동 피스톤 슬리브 양방향 압출 성형 메커니즘은 효율성을 감소시킬 수 있고, 작업이 부드럽고, 설계가 합리적이고 새로운 구조이며, 스트로 기반 바이오 매스 에너지의 개발 및 활용을 위해 작물의 직접 연소를 감소시키는 효과적인 방법을 제공합니다 짚은 환경 오염으로 인한 경제적 효과와 환경 적 이익이 크다.
지앙 양 등 BIO-C37 매스 입자를 압축 성형기 이상의 인자를 사용하여, 원재료의 종류와 연료 입자 밀도의 수분 함량 등의 경우에 더 낮은 연료 소비에 요약 고밀도 입자를 형성하는 링 몰드에 의해 연구되었다 조건은, 상온 조건에서 얻어진, 압축 성형 공정에서의 바이오 매스 원료에서, 입자 결합 물리는 및 결정 원료 셀룰로오스 함량에 위치한 형태로 서로 결합 입자층 사이의 결합의 형태로 변형 셀룰로오스 함량이 높을수록 성형이 용이합니다. 원료 입도 및 수분 함량은 성형 조건에 분명한 영향을 미치며, 입자 크기가 1 ~ 5mm이고 수분 함량이 12 ~ 18 % 인 경우 입자 밀도 가장 큰 것.
Jazon로드 모드 매스 고형 연료 생산 라인 및 관련 장비, 디자인, 롤 성형 원리를 이용하여, 차 파쇄 장치, 연속 공급 원료 혼합 공급 물 전처리 공정 및 조정 조합의 사용 바이오 매스 고형 연료 생산 라인이 확립되어 바이오 매스 고형 연료 생산 라인의 생산성이 단일 상태보다 17.3 % 높았으며 바이오 매스 고체 형성 연료 생산 라인이 확립되었다. 13.3 %의 경제적 효율성은 98 %, 벌크 밀도와 입자 밀도의 성형 속도는 독립 실행 형보다 훨씬 높은이지만, 전력 소비 지표 응용 프로그램의 경로에 영향을 미칠 수있는 최선의 검출 결과를 제공하지 않습니다.
등 허우 즈헨동 스트로 의해 실험적 연구 경화 성형 장치는 축 방향 변위의 개념의 도입은 입체 블록의 기계적 특성을 측정하는 피크의 피크 압력과 공칭 응력의 반경 방향 변위가 가능한 것을 나타낸다. 발견 성형 압력, 온도, 재료 수분 이완 율 성형체 블록, 변형 저항의 밀도가 블록을 형성하는 옥수수 줄기의 형성 메커니즘을 상당히 우수한 성능과 편의성을 내수성 영향 때 압력 저장소 60 ~ 90MPa, 75 ~ 100 ℃의 가열 온도, 8 %의 재료 수분량 ~ 12 %, 당신은 성형 블록의 우수한 성능과 쉬운 보관 및 운송을 생산할 수 있습니다.
Wolfgang Stelte는 입자 길이, 성형 온도, 바이오 매스 수분 함량 및 입자 크기가 바이오 매스 연료 과립의 제조 과정에서 과립 화 압력에 미치는 영향을 연구했습니다. 결과는 과립의 증가에 따라 과립 압력이 증가 함을 보여줍니다. 결과는 온도의 증가가 과립 화 압력의 감소로 이어지고, 수분 함량에 대한 과립 화 압력의 영향은 대조군의 것과 동일 함을 보여준다. (직경 0.5mm에서 2.8mm까지)의 입자 크기를 줄이면 과립 화 압력이 증가하고, 입자 밀도에 대한 입자 화압의 영향이 결정되었다. 결과는 200MPa 이상에서의 입자 화 압력은 단지 입자 밀도를 약간 증가 시킨다는 것을 보여준다.
위의 연구의 분석 : 바이오 매스 경화 성형의 형성에 영향을 미치는 핵심 요소는 성형 압력, 수분 함량 및 재료 크기이며, 스핀들 속도를 향상시키고 다이 구멍의 직경을 증가시키는 것은 장비 생산 능력을 향상시키고 주요 수단의 에너지 소비를 줄이는 것이며, 입자 크기가 작을수록 성형 후 연료의 밀도가 높을수록 성형 효과가 우수합니다.
바이오 매스 성형 연료 경화 장치의 문제점 분석
현재, 중국의 대형 연료 처리, 낮은 수준의 자동화 및 열악한 생산 안정성. 먼지, 특히 분쇄 된 링크, 열악한 작업 환경에 노출되는 작업자 1t / h 경화 성형 라인, 예를 들어, 연속 생산 요구 2 작업자가 공급, 사용 또는 셔블은 연속적으로 컨베이어에 던져진 분쇄 / 쪼개진 재료가 될 것입니다. 재료 수분 함량이 성형 요구 사항보다 낮을 때, 물 보상 작업, 재료 수분을위한 스프레 잉 또는 직접 뿌림 방식에 의존하십시오 생산 공정이 불안정하고 연속성이 좋지 않고 생산성이 낮고 에너지 소비가 높으며 장비 수명이 짧고 유지 보수 비용이 높습니다. 평균 생산성은 다른 제품과 동일합니다 60 % 만 도달 할 수 있습니다.
해외에서 경화 기술은 상대적으로 성숙하고, 바이오 매스 물질 전처리 기술을 지원하는 것이 더 완벽하지만, 가격이 높고 주변 바이오 매스 물질 및 전처리 기술로 인해 벌크 재료 기술 적응성을위한 재료의 존재도있다 그리고 다른 문제들.
성형의 핵심 기술과 연구 제안
현재의 기술의 견지에서 메커니즘 연구를 형성 경화 성형 기계에 갇혀 있으며, 실험실 시뮬레이션, 그리고 큰 차이의 실제 생산, 그리고 사업 소유자가 더 치료 장비의 경제적 이점에 대해 우려하고 있습니다, 즉, 생산 능력과 제품의 품질, 이론 지원의 부족, 그래서 성형 기술과 성형 기술과 장비에 대한 필요성은 포괄적 인 연구를 수행합니다.
3.1 경화 성형 원리 및 공정 연구
바이오 매스 경화의 원리는 주로 냉간 프레스 및 컴팩트 몰딩, 핫 프레스 및 컴팩트 몰딩 및 탄화 컴팩트 몰딩으로 구성됩니다. 복잡한 공정과 에너지 소비로 인해 주로 탄화 컴팩트 화가 사용됩니다. 몰딩 및 펀칭 소형 성형, 스크류를 성형하기위한 스크루 성형기 및 성형 슬리브는 심각한 문제를 일으키고 기술적 인 문제는 짧다. 피스톤 / 스탬핑 성형은 성형 수분 함유량의 요구 사항이 작고 성형 연료 팽창, 풀림 또는 심지어 풀림 현상을 해결한다. 위험한 '발파'현상과 이전의 전력 소비 및 기타 문제를 해결하는 과정.
냉간 압밀 성형은 가로 축 링 몰드, 세로 축 링 몰드 및 플랫 몰드의 3 종류의 구조를 포함합니다. 금형 캐비티의 불균일 한 분포가 쉬운 재료를 해결하기위한 높은 수준의 링 링 몰드 구조, 재료의 하부 및 곰팡이에 의한 재료의 상부 불균일 한 짐 및 압력 롤러, 곰팡이 마모 얼룩, 낮은 생산력, 관계되는 에너지 소비 등등. 반지 형을 통해서 수직 축 반지 구조 형은 평평하게한다 물자의 고르지 못한 배급의 수평 한 축 반지 형 구조를 해결하고, 그리고 금형 구조 모델은 주류 시장 제품이됩니다.
따라서 실제 생산은 다른 재료 유형, 분쇄 특성, 재료 수분 함량 및 해당 스핀들 속도에 따라 경화 장비의 적응성을 결정하기 위해 링 몰드 플랫 및 플랫 다이 경화 성형 장비를 성형 원리 및 프로세스 연구를 강화해야합니다.
3.2 경화 과정 분석
경화 과정은 물리적 및 화학적 변화와 함께 더 복잡한, 고온, 고압이며, 공간 제약 조건에 따라, 직접 성형 과정을 관찰 할 수 없습니다. 현재 실험실 시뮬레이션 모델, 컴퓨터 소프트웨어 시뮬레이션, 주요 방법을 형성 후 현미경 관찰, 성형물에 대한 재료 유형, 재료 크기, 수분 함량, 성형 압력 및 성형 온도의 영향은 매우 중요하지만 실제 생산에는 여전히 차이가 있지만 실제로 실제 입도 및 수분 생산과 같은 매우 다른 요소가 있습니다 , 성형 압력 및 온도를 측정해서는 안됩니다. 따라서 다른 입자 크기, 다른 수분 함량 조건, 스핀들 속도, 전류 및 다이 구멍 온도 모니터링을 분쇄 / 다듬은 후 각각 다른 원료에 대한 경화 공정 분석을 수행해야합니다 , 및 조형 샘플을 취하여 밀도 및 샘플 구조의 현미경 관찰 및 다른 방법을 사용하여 경화 공정의 실제 생산을 분석합니다.
4 경화를위한 중요한 장비의 개발 및 분석
공급은 장비의 자동화, 안정성, 신뢰성 및 효율성뿐만 아니라 작업 환경의 안전에 직접 영향을 미치는 장비를 경화시키는 과정에서 없어서는 안될 부분입니다. 따라서 자동 공급 시스템 및 수분 모니터링을 개발할 필요성과 보상 시스템 및 제어 시스템 등 그림 1은이 문서에서 제안 된 자동화 제어 시스템의 블록 다이어그램입니다. 자동 피드, 물 보상 및 모니터링 스핀들 속도 (압력 롤러 속도) 또는 전류 변화를 통해 피드 속도 등을 조절 경화 장비를 달성하기 위해 자동화 된 생산 중 노동 강도를 줄이고 생산 비용을 줄이며 안정성과 지속적인 생산을 보장합니다.
5 결론
성형 장비 및 성형 기술, 환경 적으로 안전한 원료 연탄 생산의 현재 생산 기존의 응고, 자동 급지 문제 청두 (成都)와 낮은 품질의 제품, 바이오 매스 연료 성형 시스템 엔지니어링의 분석을 경화 바이오 매스 연료의 국내외 연구의 특성 분석 다음 권장 사항을 기반으로 :
1) 실제 생산에 의하면 성형 장치 적응 매스 원리 및 경화물 유형을 형성하는 공정, 분쇄 입도 스핀들 속도 등에 대응하는 물질의 수분 함량을 결정 경화.
2) 자동 급식 시스템의 바이오 매스 경화 성형 생산 라인 개발, 수질 모니터링 및 보상 시스템 및 공동 제어 기술 시스템 개발
3) 서서히 바이오 매스 생산 라인 경화 다양한 시스템에 적용 전과 안정성, 지속성, 및 작업 환경 및 경제적 이점을 테스트 후 경화 성형 장치의 비교 연구.
