Tao Lei 1, 2, Agregó Zheng 1Martirio 3Lvwen Long4
(1. Nanjing Forestal Escuela Universitaria de Ingeniería Mecánica y electrónica, Nanjing 210037, China; 2. Estación Experimental de Jiangsu Maquinaria agrícola, Nanjing 210017; 3. Facultad de Ingeniería de la Información, de Huzhou universidad de profesores, Huzhou 313000, Jiangsu; 4. Taixing Dingli Tecnología Co., tienen Compañía, Taixing, Jiangsu 225400)
Resumen: Por análisis sistemático extranjero aparato de moldeo biomasa curado técnicas Características y problemas planteados Curado principio y biomasa proceso de curado línea de producción, tecnologías clave del proceso de formación y el otro sistema de alimentación de curado y automático, agua Sistemas de monitoreo y compensación y sistema de tecnología de control conjunto para curar el desarrollo de recomendaciones clave de desarrollo de equipos.
Briqueta es una tecnología industrial avanzada y los recursos renovables se combinan para crear un producto, es un nuevo tipo de bioenergía, puede sustituir a la leña, carbón, fuel oil, gas licuado de petróleo, puede ser ampliamente utilizado para la calefacción, estufa, calderas de agua caliente, calderas industriales, la generación de energía de biomasa y similares. en Alemania, para la que no se pueden clasificar legislación para el reciclaje de material de residuos de madera, por lo general se utiliza como combustible, el uso directo de material de residuos de madera o similares, como combustible, y por lo tanto pueden ser procesados en una madera moldeado de los residuos Combustible
El curado de clave de dispositivo aparato de combustible de biomasa está formada por la baja densidad, bajo valor calórico, la agricultura y la silvicultura residuos de combustión diferencia de rendimiento (paja, ramas leña, etc.) en una alta densidad, de alto valor calorífico y la resistencia a la combustión pueden facilitar el almacenamiento y el transporte Regeneración, limpieza, moldeo de biomasa libre de contaminación de combustible o piensos.
En este trabajo basado en el análisis sistemático de Investigación de Biomasa interna y externa de las características del equipo de moldeo curado, la inducción de la biomasa actual Curar los problemas, y luego hacer recomendaciones de curado tecnologías clave y equipos clave que afecta el curado de los aspectos del desarrollo, con el fin de promover Para adaptarse a las condiciones nacionales de China de curado de biomasa, la tecnología y el equipo clave de moldeo de combustible para promover el uso del desarrollo, promover el moldeo de proyectos de combustible para aliviar las tensiones energéticas.
Análisis de las características de la tecnología de moldeo de combustible en el hogar y en el exterior
Japón, Estados Unidos y algunos países en Europa, equipos de combustible de moldeo de biomasa han sido estereotipos, y la formación de la industria, en la calefacción, calefacción, secado, generación de energía y otros campos para promover la aplicación de la investigación de China comenzó tarde, los institutos de investigación del mecanismo de moldeo, Y otros aspectos del estudio, y lograron resultados fructíferos, con el aumento de la demanda del mercado, pero también llevó a cabo el rendimiento de la combustión del combustible de la investigación exploratoria. Sin embargo, principalmente para el modelo de simulación de laboratorio para el mecanismo de moldeo y el rendimiento del producto y otros La investigación principal
1.1 formación de investigación de mecanismo
Las características del material como el tipo de material, el tamaño de partícula, el contenido de humedad y los aditivos son los factores clave que afectan el moldeado de curado. Al mismo tiempo, las características inherentes de los equipos de curado como temperatura de moldeo, presión de trabajo, velocidad de trabajo o precalentamiento El Varun Pan-war y otros estudios indican que la densidad de moldeo es inversamente proporcional al tamaño de partícula, contenido de humedad y velocidad de moldeo. , Es proporcional a la presión de moldeo.
Razuan y otros usaron una prensa de pistón hidráulica para suprimir la torta de almendra de palma Los resultados muestran que la presión, la temperatura, el contenido de humedad y el ligante son los factores clave que influyen en la densidad y resistencia a la tracción del moldeado. 80 ~ 100 ℃ y contenido de agua de 7.9% bajo las condiciones de densidad de formación de hasta 1184 ~ 1226kg / m 3, Resistencia a la tracción de 930 ~ 1007kPa, agregar 1,0% a 2,0% de aditivos de soda cáustica puede aumentar la resistencia a la tracción, y los aditivos de almidón son inválidos HasanYu-mak y otros equipos de moldeo hidráulico para llevar a cabo la hierba aplastada (longitud ≤ 10mm) 4 moldes de moldeo bajo la prueba de moldeo, las condiciones de moldeo son contenido de agua de 7% a 10%, presión 15.7 ~ 31.4MPa y temperatura 85 ~ 105 ℃. Chuen-Shii Chou, etc. señaló que la temperatura de formación en caliente es el impacto de la densidad y presión del bloque de moldeo La fuerza de los factores clave, la cáscara de arroz como un aditivo en el proceso de prensado en caliente puede promover la densificación.Hang Mingquan boca golpear sobre la base del mecanismo de formación de tornillo de la materia prima contenido de humedad, temperatura de moldeo, tipos de materia prima y tamaño de ensamblaje del tornillo de moldeo de biomasa Influencia
Yan Wengang y así sucesivamente en el molde de pistón hidráulico formando residuos de poda de césped cama de prueba con diferente contenido de humedad de diferentes pruebas de moldeo de molde cónico, el estudio muestra que: con la materia prima de biomasa aumenta el contenido de humedad, la densidad de temperatura del bloque de moldeo y las tendencias de compresión Es pequeño y luego se vuelve más y más pequeño.
Como el proceso de curado es más complejo, alta temperatura, alta presión con cambios físicos y químicos y sujeto a restricciones de espacio, no se puede observar directamente el proceso de moldeo. Por lo tanto, el establecimiento de modelos matemáticos y la observación microscópica también es un método de investigación efectivo.
Nalladurai Kaliyanl otro estudio modelo constitutivo mediante el establecimiento de módulo elástico, coeficiente de fuerza, de endurecimiento por deformación exponente, la viscosidad de un factor de pérdida de fricción y la presión de moldeo, el tamaño del material de, contenido de humedad, la relación entre la temperatura de precalentamiento. Qing Sun modelo mecánico , utilizando el análisis de software hizo AN-SYS artículo moldeado de compresión segmento de relleno de la mejora de la durabilidad, y mejorar el grado de compresión usando material moldeado producto suavizante lenta o similar se puede prevenir la aparición de grietas. biomasa fricción modelo de análisis térmico y similares troquel de formación Du Hongguang Experimental molde verificación temperatura de la superficie interior en el funcionamiento de la de trabajo alcance la temperatura de 60min lignina de ablandamiento, de 240 min después de la temperatura se estabilizó a 115 ~ 125 ℃, mediante el control de las materias primas, materiales de molde y estructuras, la productividad y otros factores, puede acortar el tiempo para alcanzar el punto de lignina de reblandecimiento , mejorar la calidad de moldeo. boca Sun Liang et cuaternión de rotación método de análisis de regresión y de superficie de respuesta cuadrática, y la presión de moldeo se estudiaron usando SPSS y de Matlab, la temperatura de calentamiento, la humedad y la cantidad de moldeo de paja aglutinante Efecto del orden de un bloque y de las características de moldeo de la relajación de la densidad óptima.
Huo Lili y otra morfología microscópica indican usando máquina de moldeo modo de bucle está mecanismo intermitente en capas comprimida. Tian Xiaoyu como se observó unión con un microscopio electrónico, de manera tridimensional entre las partículas y morfología microscópica de rastrojo de maíz después del curado y moldeo, una presión de moldeo se indica en 60 ~ 90MPa, la temperatura del material 75 ~ 100 ℃, contenido de humedad de 8% a 16% se une dentro de las partículas que forman los bloques cerca efecto de mosaico mecánica obvio, formando preferiblemente la calidad física de bloques y las propiedades mecánicas. Wu Yunyu et biomasa mediante curado microscópico en contacto con modelo de geometría para determinar la relación matemática entre el rodillo de impresión y la superficie de presión positiva del bisel de las partículas de materia prima de biomasa.
Características de combustión de combustible de moldeado 1.2
Los factores que afectan las características de combustión (poder calorífico, emisión y ceniza) del combustible son principalmente las características físicas de la paja, la densidad de formación, el diámetro de formación y el efecto de ventilación durante el proceso de combustión, etc. Varun Pan-war se utiliza para presionar la prensa hidráulica La prueba de las hojas de mango, hojas de eucalipto, paja de trigo y moldeo de serrín y combustión mostraron que estos cuatro tipos de poder calorífico de moldeo fueron más altos que el valor calorífico de carbón de la India de 1/2, pueden usarse para reemplazar carbón y madera Chuen-Shii Chou, etc. Se encontró que el valor calórico de la paja de arroz triturado era directamente proporcional al contenido de cáscara de arroz y la temperatura de prensado en caliente. Stefan y otros combustibles recomendados fueron 900 kgf / cm 2Presión bajo la presión de la compresión de 12.72MJ / kg (contenido de humedad del 15%) y resistencia a la flexión de hasta 150kgf / cm 2Del bloque de moldeado A. A. Debdoubi y otros estudios han señalado que el tallo de Stem Staphylococcus aureus bajo la mayor presión en la densificación puede obtener un mayor poder calorífico.
Ma Hongqin y otros estudios han demostrado que la velocidad de volatilización de la combustión inicial de la paja se acelera con el aumento de la temperatura, pero la estabilidad de la combustión es peor. El aumento de la ventilación puede reducir la temperatura en el horno y la estabilidad relativa de los volátiles. La tasa de precipitación de la fracción volátil del combustible moldeado tiene un cierto efecto inhibidor.La tasa de combustión promedio en la etapa inicial de combustión aumenta con el aumento del diámetro de conformación y la calidad del moldeado, pero la tasa de precipitación de la materia volátil en la última etapa de combustión es relativamente estable. Las características de combustión y las características de emisión de contaminantes de los combustibles particulados de biomasa indican que el contenido de volátiles es inversamente proporcional al contenido de humedad, el tiempo de ignición requerido para el combustible particulado de biomasa, ASÍ 2NO xY la concentración de calidad de descarga de otros contaminantes es mucho menor que el estándar nacional, pero hay algunas partículas de biomasa de contenido de ceniza de combustible es demasiado grande, escoria seria y otras cuestiones.Wang Min y otro uso de prueba de agua hirviendo en el bloque de moldeo y las características de combustión de bloques de pino de los parámetros El análisis de prueba, las piezas restantes, además de la tasa de evaporación de los indicadores restantes son mejores o iguales que el bloque de pino.
Estudio sobre las características de almacenamiento del combustible moldeado
materiales pulverulentos de diferentes características, contenido de humedad, y un mayor impacto en el rendimiento de almacenamiento de briquetas de condiciones de funcionamiento. Sin embargo, debido a las diferentes características de los materiales adaptados a diferentes aparato de moldeo de curado, cuando se presiona el contenido de humedad del material superior a la gama de adaptación máquina de moldeo curado, el material debe curado, cuando un alto contenido de humedad, formando el combustible dispersa directamente. Lucywamukonya como en 2O ℃ 50 y humedad condiciones ensayadas después de almacenamiento durante 2 semanas contenido paja humedad del bloque de moldeo y la durabilidad, aserrín y virutas de moldeado La durabilidad de la paja de trigo es la peor y la tasa de expansión es la más grande en la dirección longitudinal, y se mejora la durabilidad del bloque de moldeo del aserrín.
RNSingh en 40% a 85% estudios humedad ambiental indican que el almacenamiento de briquetas de biomasa no hay problema en un ambiente de alta humedad. K.Theerarattananoon otros estudios indican que después de la expansión de la liberación de partículas en forma, densidad aparente y contenido de humedad, La verdadera proporción debe basarse en el tipo de material para determinar un contenido de humedad óptimo para cumplir con la producción estable de partículas de biomasa, la durabilidad y las necesidades del entorno de almacenamiento apropiado.
1.4 moldeo de la investigación del proceso de producción
Zhang Bailiang La estructura de la biomasa HPB-I tipo de máquina de moldeo, moldeando principio y aplicación. La máquina adopta émbolo alternativo bidireccional de moldeo por extrusión mecanismo de accionamiento hidráulico, moldeo por extrusión punzón manga prima termina por el cilindro de doble vástago sustancia, en la fuerza externa, las partículas de biomasa empezar a reorganizar la relación de posición, y la deformación mecánica y de flujo de plástico se produce, por último, bajo la acción de empuje del punzón, la materia prima en forma de barra se convierte en extruye alternativamente desde ambos extremos del manguito de moldeo, Conviértete en una forma dada.
Accionado hidráulicamente manguito de pistón medios de movimiento alternativo bidireccional de extrusión fundido es inferior a la energía, de alta eficiencia, diseño liso, racional de la estructura de la novela, sino que proporciona una manera eficaz para el desarrollo y uso de la biomasa a base de paja, cultivos mitigar la combustión directa Paja causada por la contaminación ambiental, con importantes beneficios económicos y beneficios ambientales.
Jiang Yang et usando partículas de biomasa BIO-C37 factores distintos máquina de moldeo por compresión, el tipo de materia prima y similares en el contenido de humedad de la densidad de partículas de combustible fueron estudiados por el molde anular, dando forma a las partículas de alta densidad que se resumen en un menor consumo de combustible en el caso de condiciones, obtenido en condiciones de temperatura ambiente, la materia prima de biomasa en el proceso de moldeo por compresión, las partículas se deforman en forma de engrane de unión, y la unión entre la capa de partículas unidas entre sí en la forma encontrada en el contenido de celulosa de materia prima determinada Cuanto mayor es el contenido de celulosa, más fácil es la moldura. El tamaño de partícula y el contenido de agua de la materia prima tienen una influencia obvia en las condiciones de moldeo. Cuando el tamaño de partícula es 1 ~ 5 mm y el contenido de agua es 12% ~ 18%, la densidad de partícula El mas grande
modo Jazon carretera usando el principio de formación con rodillos, el diseño de una biomasa líneas de producción de combustible sólido y el equipo asociado, el uso de dispositivo de trituración secundaria, material de proceso de pre-tratamiento de alimentación mixta de alimentación continua y la combinación de ajuste, Y se estableció la línea de producción de combustible de moldeo sólido de biomasa. Se señaló que la productividad de la línea de producción de combustible de solidificación de biomasa era 17.3% más alta que la del estado único, y se estableció la línea de producción de combustible sólido de biomasa. eficiencia económica de 13,3%, la tasa de moldeo de 98%, densidad aparente y densidad de la partícula es significativamente mayor que el stand-alone, pero no da el mejor resultado de la detección puede afectar a la ruta de aplicación indicador de consumo de energía.
aparato Experimental Study curado moldeo hecha por Hou Zhendong straw etc., indican que la introducción del concepto de desplazamiento axial, el desplazamiento radial del pico, el pico de presión y la tensión nominal para medir las propiedades mecánicas del bloque moldeado es factible. encontrado que la presión de moldeo, la temperatura y la humedad del material densidad velocidad de relajación del bloque moldeado, resistencia a la deformación y resistencia al impacto para regar rendimiento significativamente superior y la facilidad del mecanismo de formación de los tallos de maíz bloque forman cuando el acumulador de presión 60 ~ 90MPa, una temperatura de calentamiento de 75 ~ 100 ℃, el contenido de humedad del material de 8% ~ 12%, puede producir un rendimiento excelente y un fácil almacenamiento y transporte del bloque de moldeo.
Wolfgang Stelte estudió el efecto de la longitud de partícula, la temperatura del molde, el contenido de humedad de la biomasa y el tamaño de partícula en la presión de granulación durante la producción de granulación de combustible de biomasa. Los resultados muestran que la presión de granulación aumenta con el aumento del gránulo. Los resultados muestran que el aumento de temperatura conduce a la disminución de la presión de granulación, y el efecto de la presión de granulación sobre el contenido de agua es el mismo que el del control. (Diámetro de 0.5 mm a 2.8 mm) se probaron. Los resultados mostraron que la presión de granulación aumentaba con la disminución del tamaño de partícula, y se determinaba el efecto de la presión de granulación sobre la densidad de partículas. Los resultados muestran que la presión de granulación a 200 MPa o más solo conduce a un ligero aumento en la densidad de las partículas.
El análisis de los estudios anteriores muestra que: la presión de moldeo, el contenido de agua y el tamaño del material son factores clave que influyen en la formación de moldes de curado de biomasa, mejorar la velocidad del husillo y aumentar el diámetro del orificio, mejorar la capacidad de producción y reducir el consumo de energía. Cuanto menor es el tamaño de partícula, mayor es la densidad del combustible después del moldeo, mejor es el efecto de moldeo.
Análisis de problemas en el equipo de curado de combustible de moldeo de biomasa
En la actualidad, China está moldeando el procesamiento de combustible a un tipo extenso, bajo grado de automatización y pobre estabilidad de producción. Operadores expuestos a polvo, especialmente eslabones de trituración, entorno de trabajo deficiente. Línea de producción de moldeo por curado de 1 t / h, por ejemplo, necesidades de producción continua 2 el operador para alimentar, el uso o la pala será material triturado / picado continuamente lanzado en el transportador.Cuando el contenido de humedad del material es inferior a los requisitos de moldeo, basándose en la experiencia del uso de aerosol o derrame directo el camino para las operaciones de compensación de agua, contenido de agua De modo que el proceso de producción es inestable, la continuidad es baja, la productividad es baja, el consumo de energía es alto y la vida útil del equipo es corta, y el costo de mantenimiento es alto. La productividad promedio es la misma que la del otro Solo puede alcanzar el 60%.
En el exterior, la tecnología de curado es relativamente madura, la tecnología de pretratamiento del material de biomasa también es más perfecta, pero el precio es alto, y debido a los materiales de biomasa circundantes y su tecnología de pretratamiento también existe la existencia de material para la adaptabilidad de la tecnología de materiales a granel Y otros problemas.
Tecnología clave de moldeo y sus sugerencias de investigación
Para el estudio actual todavía se limita a los aspectos técnicos del mecanismo de la formación de equipos de curado moldeo, y la simulación basada en el laboratorio, y la producción real son muy diferentes, pero los dueños de negocios están más preocupados por el equipo de moldeo curado económica, a saber, la capacidad de producción y la calidad del producto, La falta de apoyo teórico, por lo que la necesidad de tecnología de moldeo y tecnología de moldeo y equipos para llevar a cabo un estudio integral.
3.1 Principio de moldeado de curado e investigación de proceso
Curado principio de biomasa en forma densa principalmente frío, moldeado y moldeado en caliente denso compacto carbonizado. Dense forma de carburo debido a complejo proceso, alto consumo de energía, usar menos corriente tornillo principal termocompresión en forma densa. Formando densa pistón, compacto formar y prensa de formación a, tornillo en forma de manguito en forma de tornillo densa y solución burla desgaste severo confidencial, los problemas técnicos de vida corta; pistón / estampación requiere menos material se caracteriza por el contenido de agua, para resolver briqueta expandido suelto, incluso Peligroso fenómeno de "voladura" y el antiguo proceso de consumo de energía y otros problemas.
densa molde en forma de anillo en frío comprende un eje horizontal, eje vertical 3 tipos de patrón plano estructura de molde anillo de eje horizontal estructura modo de anillo es fácil de resolver por la distribución irregular del material en la cavidad del molde, una porción inferior y una porción superior de una de múltiples materiales y causar ningún molde de material La carga desigual y el rodillo de presión, el desgaste del molde desigual, la baja productividad, el consumo de energía relativa y así sucesivamente.La estructura del molde del anillo del eje vertical a través del molde del anillo plano para resolver la estructura del molde del anillo del eje horizontal de la distribución desigual de materiales, Y los modelos de estructura de molde se convierten en los principales productos del mercado.
Por lo tanto, la producción real debería fortalecer el equipo de moldeado de curado y el proceso de curado del equipo de moldeo por moldeado y la investigación del proceso, para diferentes tipos de materiales, características de trituración, contenido de humedad del material y la velocidad del husillo correspondiente para determinar la adaptabilidad del equipo de curado.
3.2 Análisis del proceso de curado
Proceso de curado es más complejo, alta temperatura, alta presión acompañada de cambios físicos y químicos, y sujeto a restricciones de espacio, no se puede observar directamente el proceso de moldeo. Para los modelos actuales de simulación de laboratorio, simulación de software, observación microscópica después de la formación principal, Los efectos de los tipos de material, tamaño del material, contenido de humedad, presión de moldeo y temperatura de moldeo en los productos moldeados son muy importantes, pero todavía hay algunas diferencias en la producción real, pero hay factores muy diferentes como la producción real de granularidad y contenido de humedad La presión y la temperatura de moldeo no deben medirse y otros factores. Por lo tanto, es necesario realizar análisis de proceso de curado para diferentes materias primas, respectivamente, después de triturar / picar diferentes tamaños de partículas, diferentes condiciones de contenido de agua, controlar la velocidad del husillo, corriente y temperatura del orificio , Y tome la muestra de moldeo, midiendo la densidad y el uso de la observación microscópica de la estructura de la muestra y otros métodos para analizar la producción real del proceso de curado.
4 Desarrollo y análisis de equipos críticos para el curado
El suministro es una parte integral del proceso de curado de equipos, que afecta directamente la automatización, la estabilidad, la fiabilidad y la eficiencia del equipo, así como la seguridad del entorno de trabajo. Por lo tanto, la necesidad de desarrollar un sistema de alimentación automático y control de la humedad y Sistema de compensación y sistema de control, etc. La figura 1 es un diagrama de bloques del sistema de control de automatización propuesto en este documento. Mediante la alimentación automática, la compensación del agua y la velocidad del husillo (velocidad del rodillo de presión) o cambios de corriente, ajuste la velocidad de alimentación, etc. De la producción automatizada, reducir la intensidad del trabajo, reducir los costos de producción, para garantizar la estabilidad, la producción continua.
5 Conclusión
Este documento analiza las características del equipo de curado de biomasa y la tecnología de moldeo de combustible en casa y en el extranjero, y algunos problemas como la seguridad del entorno de producción, la automatización de producción y la calidad de los productos en la producción de control de biomasa. Sobre la base de las siguientes recomendaciones:
1) En la producción real, el estudio del tipo de material, tamaño de partícula de trituración, contenido de humedad del material y la velocidad del husillo correspondiente para determinar la adaptabilidad del equipo de curado, los principios y procesos de moldeo de curado de biomasa de combustible.
2) desarrollar para el desarrollo de línea de producción de moldeado de curado de biomasa de sistema de alimentación automático, y sistemas de monitoreo y compensación de agua y sistema de tecnología de control conjunto.
3) aplicar gradualmente el sistema a la línea de producción de moldeo por curado de biomasa, probar la aplicación antes y después de la aplicación del equipo de curado, la estabilidad, la continuidad y el entorno de trabajo y los beneficios económicos.
