Wang Meimei 1, Wang Yumei 2, Han Wenqing2
(1. École de génie mécanique, Anyang Institut de technologie, 2. Anyang Jimke énergie Machinery Co., Ltd, Anyang, Henan 455000)
Résumé: Comme une forme importante de l'utilisation de l'énergie de la biomasse, étudier les facteurs qui influent sur le processus de moulage est de grandes particules de biomasse de signification Ce document analyse les facteurs qui influent sur les particules de biomasse solide formés à partir de trois matériaux de recherche, des processus, des équipements, et. l'impact sur le facteur de qualité des granulés (PQF) et l'indice de durabilité des particules (PDI) et d'autres indicateurs, l'interaction entre les différents facteurs sont liés entre eux, qui passent le paramètre de dispositif est l'analyse facteur clé de l'étude, la recherche de matériel de moulage de particules et de développement réalisées Recherche fondamentale préliminaire.
Dans le développement mondial à grande vitesse d'aujourd'hui, la production et la dépendance énergétique de la vie sur l'énergie de plus en plus élevée est devenue une des contraintes matérielles de base du développement économique du pays. Les combustibles fossiles comme énergie primaire, en raison des réserves limitées ne peuvent pas être régénéré assèchement, ce qui conduit à divers pays à travers le monde L'énergie de la biomasse, en tant que ressource renouvelable, occupe une place importante dans les sources d'énergie alternatives pétrochimiques. [1]Les développeurs biomasse non seulement pour compléter la pénurie de combustibles fossiles, génèrent également des avantages environnementaux importants. Matériaux de la biomasse en vrac par des techniques de moulage en combustible solide est une particules de biomasse d'utilisation efficace de la forme simple et pratique. De riche en ressources de la biomasse, le développement de l'énergie de la biomasse sur l'utilisation de la technologie pour fournir une large gamme de matières premières garantissent. Bien que notre recherche et développement dans le domaine de la technologie ont commencé en retard, mais avec l'environnement de marché et de la demande de plus en plus élevé, de mise en forme des facteurs de pastilles de combustible de la biomasse , Pour promouvoir le développement de la technologie de moulage de la biomasse de la Chine et son équipement à jouer un rôle important dans la promotion de l'échelle.
particules de biomasse processus de moulage, la biomasse réelle se produit dans la partie de la matière devient plastique et muni d'adoucissement organiques matérialisation collé à l'autre. Ce processus est soumis à des changements physiques, des modifications chimiques d'assistance, par les ingrédients, effet de la taille des particules et un grand nombre, l'humidité de la matière première, la température de moulage, l'épaisseur de la couche de matériau, la vitesse d'extrusion, la pression et les paramètres de type trou de moulage par extrusion[2-3].
1 facteur de matières premières
1.1 Ingrédients
Etant donné que le matériau est généralement composé de plusieurs composants différents, mais l'influence de différents composants sur les particules du moulage durci est différent. Certains composants de la biomasse tels que les protéines, les lignines, se ramollit à une certaine pression ou la température, la déformation plastique de manière à former colle organique ayant des propriétés, certains composants tels que la cellulose de bois, les particules minérales de déchets biologiques, etc., ne sont pas facilement brisées ou lysées dans le processus de formation de particules en tant que dispersant comme la formation de particules à empêchement stérique, et la grande charge de biomasse partie de la matière ne sont pas des ingrédients facilement décomposé ou ramolli. sont les principaux facteurs qui influent sur l'indice de durabilité des particules (ci-après dénommé PDI) de l'effet de la PDI, les ingrédients, la proportion des divers facteurs influençant est d'environ 40% [4]Différents composants de la vitesse d'alimentation de l'ensemble contribution PDI est différente, en fonction de la taille de la contribution des différentes espèces de PDI, sont données différent coefficient de la masse des particules des matériaux communs (ci-après dénommé le PQF) Tableau 1[5].
matières premières PQF plus grande, plus les particules produites, plus la PDI, sinon plus faible que la bentonite, la lignine, qui PQF élevée, peut généralement être utilisé en tant que liant, tel que les huiles acides, qui PQF est -40, ceci est parce que beaucoup de graisses et d'huiles composants de la charge, ce qui entraîne dans un film inter-particules mutuel et de la présence des résultats du film d'huile dans une dispersion de particules d'espacement, de sorte que le système ne peut pas se lier efficacement les particules, plus lâches, les granules plus le PDI de la masse de particules lorsque le coefficient de pondération de chaque composant dans la matière première et> 4,7 afin d'obtenir une meilleure masse des particules, voir formule (1):
1.2 Taille des particules
Plus la taille des particules est grande, plus l'aire de surface des particules, d'autant plus facilement la liaison entre les particules, tandis que l'absorber plus facilement la chaleur et de l'humidité sont humeur mixte, plus le degré de ramollissement de la gélatinisation de la biomasse, de sorte que les particules plus denses fabriqués à partir lisse, moins sujettes à la fissuration et fines. Cependant, plus la taille des particules, la consommation d'énergie plus élevée du processus de broyage, et par conséquent ne peuvent pas être surestimés poursuite de la plus petite taille de particules [6]L'uniformité est également important de la taille des particules de la matière première, la matière première après pulvérisation ne sont pas trop grandes particules, les particules surdimensionnées et d'autres matériaux non facilement combinés, affecter la trempe uniformité de mélange, des particules granulées après que la surface est facile à produire inégale phénomène, et est sujette à la fissuration dans le rayonnement autour des grosses particules, les particules résultantes facilement endommagés. du point de vue de la granulation, plus la taille des particules des matières premières, de haute résistance à la granulation, mais pas ajuster l'humidité, l'adhésif facilement agglomérées, et le matériau est broyé trop petit , ce qui entraîne une consommation d'énergie de pulvérisation excessive, la taille de particule est trop grossière, trou de type à des difficultés, une usure accrue du rouleau de pression et le trou de matrice, formant granulation difficile, en particulier à petite ouverture de matrice de moulage plus difficile, et le matériau ramollissement gélatinisation résultante est médiocre, ce qui entraîne une consommation élevée de matériau, un faible rendement, la production de poudre particulaire contenant élevée. Ainsi, la taille des particules de la matière première est généralement 1/2 à 2/3 ou pulvérisé pour contrôler le diamètre des particules du tamis au moyen d'un diamètre médian de particules, le maximum devrait> 10 mm.
Pulvérisé de manière à éviter une consommation excessive d'énergie, mais aussi pour assurer que la taille de particule désirée de transfert de masse par voie humide le mélange, contribue à réduire le taux de particules contenant de la poudre. Une attention supplémentaire doit être mélangé avant la granulation du coefficient mixte de variation pouvant aller jusqu'à 5% ou alors, va jeter une bonne base derrière le processus de granulation.
1.3 matériau Humidité
Le composé et l'eau libre dans les fonctions de charge d'alimentation de biomasse en tant que lubrifiant, de sorte que le frottement entre les particules est réduit, une plus grande mobilité, pour faciliter la liaison entre les particules, et parce que l'absorption d'eau et l'hydrolyse de la biomasse améliorée ramollissement plastique variation de l'effet d'adhérence, l'humidité favorise la particule appropriée en forme, appliquer différentes charges d'alimentation varie généralement d'humidité, des composants et analogues doivent être affectés par la température, l'humidité de la matière première plus de 8% à 15%, mais aussi du matériel d'humidité individuel plus élevé, tel que des copeaux de bois de teck et similaires même jusqu'à 50%, de préférence des matériaux moins courants ont été testés pour garantir l'effet des particules pour le matériau avant une humidité excessive pendant la granulation doit être traité pour réduire l'eau, le processus de séchage habituellement Traiter avec[7-8].
2 facteurs de processus
2.1 température de moulage
la biomasse du processus faisant partie du composant organique est principalement ramolli à une certaine déformation plastique moulée température et la pression du processus de collage, la température de moulage est un facteur important dans la formation de 9 '. En général, la biomasse des particules de biomasse le composant organique ayant une température de début de ramollissement de 70 ℃ ~ 80 ℃, l'adhésif devient plastique à environ 160 ℃, lorsque la partie de composant organique 240 commence à se liquéfier deg.] C lorsque la température de moulage atteint 60 ℃, la matière première commence à se ramollir, coulabilité augmentation, lorsque la température augmente, le matériau plus petite résistance de mouvement, la résistance à mouler est également réduite. Il est moulé avec mesure de la pression à la température ambiante de formage à chaud d'une différence de près de deux fois aussi élevé que possible, mais pas la température, la température est trop Une forte carbonisation de la biomasse, qui n'est pas propice au moulage, et à cause de la carbonisation inégale et incontrôlable, affectera la qualité des particules et la valeur calorifique.
2.2 épaisseur du matériau
Une pression sur le matériau dans la zone entre le rouleau presseur et la matrice de telle sorte qu'un intervalle est formé, l'écart est l'épaisseur du matériau. L'épaisseur de la couche de matériau est une étape préalable avant que le matériau d'extrusion pénètre dans la zone, lorsque les couches de la paire de cylindre d'impression de matériau il y a une force de pré-compression pour différents diamètres de pores de la matrice du moule, les particules de petit diamètre généralement pressés utilisent une bande interdite plus petite, plus le diamètre des particules de la presse et l'utilisation d'un intervalle plus grand.
Non seulement l'épaisseur du matériau du diamètre de particule finie d'environ, affecte également la consommation d'énergie du procédé de granulation dans les mêmes conditions conduisent à des variations d'épaisseur de matériaux différents, la force de pression, l'épaisseur de la couche de matériau est trop faible, une extrusion petite sous pression, l'orifice de filière dans le matériau moins, la productivité est faible, ce qui provoque le matériau dans l'orifice d'extrusion de la filière ne produisent pas former trop peu, pas de particules; matériau lorsque l'épaisseur de couche est trop grande, ce qui augmente rapidement la force de pression, le matériau pénètre dans le trou de matrice est trop grande, les particules résultantes le matériau est difficile à trop denses, augmentation de la puissance, ou même conduire à une surcharge de défaillance de l'équipement. Fig. 1 montre l'effet des forces de compression l'épaisseur du matériau de laquelle B représente une épaisseur raisonnable de matériau, a est l'épaisseur du matériau de l'état excessive, . l'épaisseur de la couche C est un matériau trop mince force de pression verticale subi composant matériel en contact avec le matériau de rouleaux de presse, à savoir de formule (2):
Comme il ressort de la figure 1, l'épaisseur de la couche de matériau lorsque la force de pression est A F depuis la tête de pressage, ce qui provoque une augmentation importante de la force de pression, la force de pression est trop petite et la région C. Par conséquent matériau raisonnable L'épaisseur est la garantie d'une production efficace.
3 facteurs d'équipement
3.1 vitesse d'extrusion
vitesse d'extrusion affecte directement le temps de séjour de la matière dans le trou du moule. Matériau reste dans le temps de trou de filière ont un grand impact sur la qualité de la pièce moulée, lorsque le matériau est pressé dans le trou de la matrice peu de temps, la puissance consommée par unité de production il y a moins, mais pourrait facilement conduire à la production d'emballages de particules ne suffit pas, et la matière reste dans les trous meurent plus, plus pressé, les particules de tissu plus dense, la qualité des particules est améliorée, mais le rapport la consommation d'énergie de l'unité est également augmentée, lorsque le matériau reste dans le trou de matrice pendant trop longtemps, trop dense résultant en une compression de friction accrue, difficile à déplacer, il y aura une particule correspondant carbonisation provoquée par une surchauffe die même temps d'arrêt de l'orifice vitesse d'extrusion compactée interrompu. Vitesse de rouleau de pression, diamètre de rouleau de pression, etc. La vitesse d'extrusion raisonnable est la garantie pour le fonctionnement continu et la consommation d'énergie inférieure.
3.2 Résistance à l'extrusion
À savoir, le matériau est soumis résistance à l'écrasement de la force de pression physique, qui est le facteur principal dans le degré de densification des particules « 10 » seulement à haute résistance à l'écrasement, afin de fournir une partie de la ramollir la charge d'alimentation de biomasse, et au plus élevé la chaleur de friction générée au niveau de la force de pressage plastification et favorisant l'adhérence partie constitutive de la matière, de sorte que les particules sont collées résistance à l'écrasement est insuffisante lors de la formation de la matière première ne peut être pressé de manière efficace, les particules ne peut pas être formée, tandis que Une force de compression excessive intensifiera l'usure du moule, ce qui ne favorise pas le contrôle des coûts.
3.3 paramètres de trou de moulage
Le trou de formation est une combinaison de paramètres de facteurs, par les ingrédients, de nombreuses contraintes taille des particules, la vitesse d'extrusion, résistance à l'écrasement et similaires, qui à son tour affecte de ces facteurs, les effets combinés du procédé de formation de particules, tels que les paramètres de type de trou taux de compression est élevé, plus le taux de compression est augmentée résistance à l'écrasement, de réduire la vitesse d'extrusion est faible, plus la qualité des facteurs de particules de matières premières peuvent favoriser des matériaux, le type de former l'ouverture d'entrée des paramètres affectant le type de matériau dans le nombre de trous Et la vitesse, et affecter l'épaisseur des changements de couche de matériau.
Après des études expérimentales antérieures, une certaine quantité de données a été accumulée sur les données de pores des moules de formation de particules de biomasse sur la base d'expériences qui ont jeté les bases de l'amélioration de la théorie du moulage. Le rapport, généralement en fonction de l'ouverture de formage requise, choisit le coefficient approprié pour déterminer l'épaisseur de disque H, le cône D, la profondeur de cône h.
Pour différentes matières premières, les paramètres de formation des trous de formage de l'équipement de granulation sont ajustés pour obtenir des particules ayant un excellent effet de granulation de formage et une faible consommation d'énergie de production unitaire, ce qui favorise l'augmentation des profits de production.
4 Conclusion
Cet article analyse les principaux facteurs influençant le moulage des particules L'influence de ces facteurs sur la formation des particules est multiple: la composition des matières premières et la teneur en humidité déterminent directement l'effet du moulage par granulation. Le processus de granulation est un processus de contrôle relativement strict, la température, l'épaisseur de couche ne peut pas dépasser la gamme requise ou ne peut pas être normale, et les facteurs d'équipement est un facteur complexe complexe, dans lequel le choix des paramètres de trou de forme peut être ajusté Améliorer l'effet d'ajustement d'autres facteurs Les bons paramètres de formation de trous ont un large éventail d'applications pour les matières premières, et la consommation d'énergie unitaire du processus de production est également faible et la qualité de moulage des particules est bonne. Améliorer la qualité et le rendement des particules et promouvoir l'application et la promotion des particules de biomasse.
Références
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