江ヤン、ク荊夏、郭Jun、劉Rixin、張Dalei
要約:常温条件で燃料発生材料粒子が膨潤の技術的条件、実際の操作条件および装置システム;因子リングダイ圧縮比は、原料の種類、粒子密度などに燃料水分含有量を検討し、高まとめ成形条件。開発や基礎を築いた研究作業バイオマスペレット燃料技術の産業応用の低エネルギー消費で燃料粒子の密度。
0序文
バイオマスペレット燃料のルースバイオマス生産は、通常の温度条件下で、最も直接的で、近年の利点を活用するための最も簡単な方法は、バイオマスペレット燃料の生産は大きな注目と広範な懸念、国の再生可能エネルギー産業発展計画を集めていますまた、関連する政策もバイオマスペレット燃料の利用を促進する上で大きな役割を果たしてきた。
良好な性能、室温でトウモロコシ茎葉、ダイズ茎葉、籾殻、葦と他の4つの成分から、バイオマスペレット燃料装置に本明細書でなさ燃料粒子製造装置の簡単な操作を有するバイオマス燃料粒子のキー製造、成形条件、生産設備の一連の開発へのアクセス、微粒子燃料の生産は、法律の指導的意義を有する。
1回のテスト
1.1試験装置および原材料の供給源
遼寧省研究所で使用される試験装置は、BIO-C37バイオマスペレットマシンを開発した。
成形装置の生産能力及び原料のサイズ要件、トウモロコシわら、大豆わら、葦と他の材料と粉砕後の材料の粒径を粉砕する10ミリメートル未満である;.おがくず、籾殻および他の材料をさらに粉砕せずに直接成形することができます。トウモロコシの茎、豆の茎、籾殻は、リード4の成分は営口市、遼寧省大連市のトウモロコシの茎、もみ殻で省、おがくずや木材廃棄物処理プラント、豆の茎は前年度に生産され、葦、おがくずに由来しています今年で生産されています。
1.2テストコンテンツ
①それぞれトウモロコシの茎、籾殻、おがくず、葦、生豆のわら5種類、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5条件のリング型(圧力25〜65Mpa)の圧縮比、異なる材料の試験成形条件、予測される粒状燃料成形傾向。
②トウモロコシの茎、籾殻、おがくず、葦、3.5のリングダイ圧縮比の原料、4.0、4.5としてストロー豆、5.0、条件5.5、成形試験粒状物濃度の外観品質、特性曲線図、様々な種類の原材料成形、密度とリング圧縮比の関係の品質を決定する。
③リングの圧縮率は、原料の消費量、システム試験装置、製品として9%、12%、15%、18%、21%トウモロコシ藁及びリードの水分含有量にダイ最適な成形条件を決定します外観品質、濃度特性曲線は、ストロー成形このタイプの最適水分範囲を決定するためにプロットしました。
④原料として最良の圧縮比とリング、成形条件の最適水分範囲を成形ダイ、それぞれ、粒子サイズの4種類(10ミリメートルよりも大きい、5〜10ミリメートル、1〜5ミリメートル、1ミリメートル未満)トウモロコシの茎とリードを決定する際に、テスト製品の品質の外観、密度、そのような最適な成形ストロー粒径範囲を決定します。
2結果とディスカッション
2.1バイオマスペレット燃料形成原理解析
緩い構造は、バイオマス中の低密度材料が外力を受けている、機械的変形の位置を再配置するために供材料は、弾性ねじれ変形と塑性変形段階の間に絡まる。非弾性セルロースまたは粘弾性分子を材料のサイズと密度が小さくなるようにします(図1)。
2.2同じ圧縮比の成形条件で異なるバイオマス材料
図2は、トウモロコシ藁、葦密度、豆の茎、おがくず2可視、トウモロコシ茎葉で圧縮高密度、図片状粒子;.おがくずの同じ比を達成するのに必要な圧縮比対粒状燃料材料の4種類であります成形粒子は、より大きな圧縮比に達し高い密度を必要とする。この結果は、バイオマス材料構造の異なるタイプおよび構成要素主にセルロース、ヘミセルロース、リグニン等からなる。バイオマスの組成の違いを反映して、リグニンはフェニルプロパンモノマーからなる三次元構造を有する天然ポリマーである。通常の条件下で、リグニンは量で、加熱軟化してはならない、水およびほとんど一般的な有機溶媒に溶解しました。成形材料にはほとんど影響。セルロースは、グルコースからなる直鎖状ポリマーであり、植物の細胞壁の主成分である。より先進の機械的組織を示すセルロース、植物細胞の含量が高いほど、それはより多くの時間の粒子形成を必要とします圧力。
バイオマス中のセルロース含有量は、室温での形成の容易さを決定する。バイオマス材料のセルロース含有量の分析は、試験結果を検証する(表1)。
セルロース含有量より少ないリングダイ圧縮成形圧力の大きさは、藁、葦と他の原料の大きさを決定するよりも、外部の圧縮変形は、圧縮比が小さい場合には所望のリング金型を形成し、場所を取る傾向があることによって、すなわち、成形圧力より小さな;おがくずの高いセルロース含有量、リング圧縮比を形成するために必要な型、即ち成形圧力より高いため、成形されたバイオマス燃料の粒子を生成するために、異なる原料を使用して、圧縮リング型、繊維原料とは異なるなければなりません同じ圧縮率のリングモールドの内容に近いバイオマス材料。
2.3異なる圧縮率のリング成形型分析における同じバイオマス
表2〜4に、異なる圧縮率のリングモールド成形試験および計算データにおける様々な材料を示す。
圧縮は、一定の割合に達したときにリング型の粒子密度が増加するの圧縮比を大きくするように、表2-4、上記のためにいくつかの原料から分かるように、増大したエネルギー消費、生産の形状の粒子の増加の密度よりも、増加しましたエネルギー消費の増加に対応、小さな、生産が4.5の圧縮率を使用して原料として原料として大豆わら、4.0の圧縮比を使用して、リング型;.トウモロコシ茎は、リングを成形したことを示した試験を辞退したが、用おがくず原料、リング型の圧縮率、5.0の品質要件を満たすことができ、燃料粒子の密度、及び低消費電力デバイス。
圧縮比がある程度増加すると、異なる圧縮成形、圧縮比が大きくなると燃料粒子の密度が徐々に増加し、一定の圧縮比の範囲でリング型と同じ材料は、密度は、比較的一定のままで、悪いため放電による過大な圧力の材料は、粒子を形成するために、大きな粒径殻に起因する。形成された、よりアッシュ、籾殻、したがって難しいことができない。同じ材料について、より大きな粒子密度を使用して設計されるべきですリングダイの圧縮率が大きくなりました。
2.4成形条件の原料サイズ
バイオマス原料の粒径は、成形条件に大きな影響はトウモロコシ茎葉の増加とリード物質粒子径、粒子密度が徐々に成形低下、成形材料の粒径より大きい10ミリメートル非常に悪いよりと共に、表5から分かるました、偶数粒径材料密度に影響するには小さすぎるだけでなく、形状により、トウモロコシの茎、葦と燃料粒子の製造のための原料として他のバイオマス、その粒径は1〜5ミリメートルより適切に維持されます。
2.5粒状燃料の密度に対する原料の水分
粒子密度及び図材料の水分含有量との関係を図3及び図、図3、図4、一定の適当に到達したとき、成形粒状燃料増加の密度、増加原料の水分含量を有する、4を見ることができます水の含有量の範囲は、燃料粒子の密度が最大に達すると、比較的安定したままであった場合、ある程度の原料の水含有量は、燃料密度顆粒が減少し始めたときに、最終的に形成されません。
潤滑剤の作用を有する結合水と自由水の適切な量は、粒子間内部摩擦が小さくなると水性バイオマス原料中に存在する生物、圧力下に取り付けられた粒子を摺動容易にするために、移動度を増加させました。比率が低すぎる場合、粒子は完全に、拡張周囲粒子と組み合わされていない十分にタイトではない、それは成形することができなかった。粒子が十分に垂直方向に最大主応力に延伸することができるものの、水分含有量が高すぎる場合、それは粒子間に係合することができるが、原材料として、より多くの水が搾り出され、粒子層の間に分配され、粒子層を密着させることができず、したがって成形することができない。
したがって、トウモロコシの茎、リード及び他のバイオマス燃料粒子を製造するための原料として、原料の水分含量が12%〜18%に維持されるべきであるが、15%の最適水分含量より好適です。
3結論
通常の条件、圧縮成形工程におけるバイオマス原料の下で、粒子が結合噛み合い、そして互いに結合層の形態で粒子間結合の形態に変形される。原料のセルロース含有量は、成形の容易さを決定します、より高いセルロース含有量は、原料のより容易に成形した。粒子サイズ、水分含有量が18%〜12%の含水量は、燃料粒子の最大密度を生成成形条件に大きな影響、1つの5ミリメートル〜の粒子サイズを有していました。
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