왕 메이 메이 1, 왕 유미 2, 한 웬칭2
(1 기술 안양 연구소, 기계 공학 2. 지 Muke 안양 에너지 기계 유한 회사, 455000 허난 안양)
요약 : 바이오 매스의 에너지 활용의 중요한 형태로, 성형 공정에 영향을 미치는 요인을 연구 본 논문은 세 가지 연구 재료, 공정, 장비, 형성된 고체 바이오 매스 입자에 영향을 미치는 요인을 분석하여 큰 의미 바이오 매스 입자이다. 펠렛 품질 계수 (PQF) 및 입자상 내구성 지수 (PDI)와 다른 지표에 대한 영향은 다양한 인자들 간의 상호 작용은 장치 매개 변수 연구의 핵심 요소 분석이다 통과하는 연관되어, 입자 성형 장비의 연구와 개발이 진행 예비 기초 연구.
오늘날의 글로벌 고속 개발에서 점점 더 높은 에너지의 생산과 생활 에너지 의존도는 기본 재료 제약 나라의 경제 발전이되었다. 차 에너지로 화석 연료에 의한 제한 구역에 건조를 재생 할 수없는, 세계 여러 나라에 이르게 바이오 매스 에너지는 재생 가능한 자원으로서 석유 화학 대체 에너지 원에서 중요한 위치를 차지합니다. [1]개발자뿐만 아니라 상당한 환경 적 이익을 생성, 화석 연료의 부족을 보완하기 위해 바이오 매스. 느슨한 바이오 매스 물질을 고체 연료로 바이오 매스 입자 간단하고 실용적인 형태의 효율적인 사용을 기술한다 성형.의 바이오 매스 자원이 풍부, 기술의 사용에 바이오 매스 에너지 개발 기술 분야의 연구 및 개발 늦게 시작했지만. 원료 보장의 넓은 범위를 제공하지만, 바이오 매스 펠릿 연료의 요소를 형성하는 시장 환경과 점점 더 높은 수요와 , 규모를 홍보에 큰 역할을 중국의 바이오 매스 응고 성형 기술과 장비의 발전을 촉진하기 위해.
성형 공정은, 실제의 바이오 매스 원료의 일부에 발생하는 바이오 매스 입자는 플라스틱 서로 접착 연화 구체화 유기물 장착된다.이 과정은 실제 변경 될 수 도움을 화학 변화 재료에 의해, 원료 입자 크기, 원료 습도, 성형 온도, 재료 층 두께, 압출 속도, 압출 압력 및 성형 구멍 매개 변수 및 많은 다른 측면[2-3].
원료 요소 1 개
1.1 원료 조성
물질은 전형적으로 여러 가지 부품으로 구성되지만 경화 성형의 입자에 다른 구성 요소의 영향이 다르기 때문이다. 이러한 단백질, 리그닌 등의 일부 미생물 성분을 형성하도록, 소정의 압력 또는 온도에서 소성 변형을 부드럽게 유기 접착제 갖는 특성, 등의 목재 셀룰로오스 상기 바이오 폐기물 무기 입자와 같은 일부 성분이 쉽게 방해 입자 형성 같은 분산제 및 대형 바이오 매스 원료로 입자 형성 과정에서 파손 또는 용해되지 재료의 일부가 용이하게 분해 또는 연화되지 않는다. 성분은 PDI, 성분의 효과의 입자 (이하, PDI라고도 함)의 내구성 지수에 영향을 미치는 주요 요인, 각종 영향 인자의 비율은 약 40 % [4]PDI에 대한 원료의 다양한 성분의 기여율은 다르다 .PDI에 대한 상이한 물질의 기여율에 따라, 일반적으로 사용되는 원료 중 일부는 다른 입자 품질 계수 (PQF)를 제공한다.[5].
원료 PQF 큰 입자가 생성되는 근접 높은 PQF 벤토나이트, 리그닌으로서, 일반적으로 산 오일과 같은 결합제, PQF로서 사용될 수 달리 하부 클수록 PDI, -40이고, 이는, 시스템이 효과적으로 입자보다 느슨한 과립을 결합 할 수 있도록, 상호 입자 간 막 및 스페이서 입자 분산액에 유막 결과의 존재하에 생성 된 많은 지방 및 오일 공급 원료 성분 PDI가 낮을수록 원료의 입자 질량 지수가 가중치를받을 때 입자 품질이 좋고 4.7, (1)을 참조하십시오.
1.2 원료 입도
(가)보다 용이하게 열 및 습기를 흡수하는 동안 미세한 입자 크기는 입자의 큰 비 표면적은, 입자의보다 용이하게 결합, 혼합 성질이며, 바이오 매스의 젤라틴의 연화 정도수록되도록 더 조밀 한 입자는 매끄러운 작성된 균열 및 작은 입자 크기의 벌금. 그러나, 그러므로 미세한 입자 크기, 높은 연삭 공정의 에너지 소비,이 과장 될 수 없다 추구에 덜 경향 [6]균일 성, 분쇄 후, 원료가없는 과대 한 입자 크기가 큰 입자를 용이하게 결합되지 않은 다른 재료 급냉 혼합 균일도에 영향을 미칠 표면이 쉽게 조립 입자 후 요철 생산하는 것도 중요 원료 입자 크기 현상 및 과립, 미세한 원료, 높은 조립 강도의 입경의 관점이 아니라 습도 조절에서, 접착제가 쉽게 응집., 생성 된 입자가 쉽게 손상 커다란 입자 주위에 방사 균열 경향이며, 재료가 너무 작 미세화 과도한 분쇄 에너지 소비의 결과, 입자 크기는 어려움 형 홀, 가압 롤러 및 상기 다이 구멍의 마모가 증가, 과립 어려운 형성, 특히 작은 개구가 더 어려워 성형 다이 너무 조악하고 연화 재료 결과 불량 얻어진 젤라틴 높은 재료 소모, 낮은 수율로 함유하는 입자상 분말의 제조는 높은. 따라서, 원료 입자의 크기는 일반적으로 1/2 2/3 또는 평균 입경, 최대 정상적으로> 10mm를 사용하여 자체의 입자 직경을 제어하기 위해 분쇄된다.
과도한 에너지 소비를 방지 할뿐만 아니라, 원하는 입경 습식 혼합 물질 전달을 보장하도록 분쇄 분말을 함유하는 입자의 비율을 줄일 수있다. 또한 관심 전에 최대 5 %의 편차의 혼합 계수의 과립에 혼합되어야 소개, 다시 알갱이 형성 과정에 대한 좋은 토대를 마련 할 것입니다.
1.3 원료 습도
입자들 사이의 마찰이 감소되도록 윤활제, 이동성 증가와 같은 바이오 매스 원료 함수의 화합물 및 자유 수는 입자 간의 결합을 용이하게하고, 흡수성 바이오 매스의 가수 분해는 수지를 연화 향상 때문에 접착력을 변경, 적절한 습도 입자의 형성을 촉진시킬 수 있습니다, 일반적으로 다른 원료 적용 습도가 동일하지 않습니다, 온도 구성 요소의 영향을 받아야합니다, 재료의 습도의 대부분은 8 % ~ 15 %이지만 개별 자료, 습도 이상, 티크 목재 칩 등 및 심지어 50 %까지, 바람직하게는 공통의 재료를 조립하는 동안 과도한 습기 전에 재료 입자의 효과를 확인하기 위해 시험 하였다 같이 일반적 절차를 건조, 수분 감소 처리해야 거래하다[7-8].
2 가지 프로세스 요소
2.1 성형 온도
유기 성분의 일부를 형성하는 공정 매스는 주로 특정 온도에서 연화되고, 접합 공정의 압력 성형 플라스틱 변형은, 성형 온도는 매스 입자 '9'. 일반적으로, 바이오 매스를 형성하는 중요한 요소 인 성형 온도가 60 ℃에 도달하면 70 ℃ ~ 80 ℃의 연화 개시 온도를 갖는 유기 성분은 상기 접착제가 약 160 ℃ 유기 성분 부분을 240 ℃에서 액화하기 시작시에 소성된다.] C.는 원료가 유동성을 부드럽게 시작 증가 증가하는 온도, 재료 작은 운동 저항, 저항을 성형하는 것도 감소된다. 또, 온도가 너무 고온 최대한 높은 아니라 온도가 약 2 배의 차이를 형성하여 실온에서 압력 측정을 성형 높음은 성형에 도움이되지 않는 바이오 매스의 탄화를 일으키며 불균등하고 제어 불가능한 탄화로 인해 입자 품질과 발열량에 영향을 미칩니다.
2.2 재료 두께
가압 롤러와의 갭이 형성되도록 상기 다이 사이의 영역으로 재를 누르면, 상기 갭은 재료의 두께이다. 압출재의 영역에 들어가기 전에 재료 층 두께는 전단계 인 때 재료의 플래 튼 롤러 쌍 층 압축 전 압이 있습니다. 오리피스 지름이 다른 몰드의 경우 작은 입자의 경우 작은 틈이 선택되고 큰 틈의 경우 큰 틈이 사용됩니다.
동일한 조건이 다른 재료, 가압력의 두께의 변화로 이어질 하에서 약 최종 입경뿐만 아니라 재료의 두께 또한, 조립 공정의 전력 소모에 영향을 미치는 물질 층 두께는, 작은 압력 압출은 내로 다이 오리피스 너무 작 재료 이하, 생산성도 거의 형성하지 입자를 생성하지 않는 다이 압출 오리피스에 소재 약한 원인이다 물질은 빠르게 가압력 증대 재료는 상기 다이 구멍, 생성 된 입자가 너무 큰 경우, 너무 많은 입력하는 막 두께가 될 때 재료가 너무 조밀 어려움 전력 증가, 또는 기기 고장 과부하가 발생할된다..도 1은이 과잉 상태의 재료 두께, 압축의 효과가 B는 재료의 적절한 두께로되어있는 재료 두께를 강제 나타낸다 C는 재료 층의 두께가 너무 얇다. 재료의 압출력은 가압 롤러와 재료 사이의 접촉의 수직력 성분, 즉 식 (2)이다.
도 1로부터 알 수있는 바와 같이, 재료 층의 두께 가압력 것은 F는 압박 헤드 때문에, 이에 의해, 가압력이 너무 작고, C 영역. 따라서 적절한 재료 가압력 상당한 증가를 일으키는 경우 두께는 효율적인 생산을 보장합니다.
3 가지 장비 요소
3.1 압출 속도
압출 속도는 다이 홀 내의 재료 체류 시간에 직접적으로 영향을 미치며, 다이 홀 내의 재료 체류 시간은 성형 품질에 큰 영향을 미치며, 다이 홀에서 짧은 시간 동안 재료를 압착하면 단위 출력 당 전력 소비가 소모됩니다. 그것은 작지만 생성 된 입자의 압축이 불충분 해지는 경향이 있으며, 재료가 다이 구멍에 오래 머무르면 압착에 걸리는 시간이 길어지고 입자의 구조가 더 조밀 해지고 입자 품질은 향상되지만 상대적 재료가 너무 오래 동안 다이 구멍에 머무르면 압축이 너무 조밀하여 마찰과 운동 장애가 증가하고 과열로 인한 파티클의 결과로 다이 구멍이 압축되고 다이 구멍이 셧다운 될 수 있습니다. 합리적인 압출 속도는 연속 작동과 낮은 에너지 소비를 보장합니다.
3.2 압출 강도
압출 강도는 재료의 물리적 압축력이며 입자 압축의 주 요인 인 '10'입니다. 높은 분쇄 강도만으로도 원료의 부분 바이오 매스가 부드러워지고 높을 수 있습니다 분쇄 강도에 의해 발생하는 마찰열은 원료 중의 일부 성분의 가소 화나 점착을 촉진하여 입자 겔 합성 형으로한다. 압축 강도가 불충분 한 경우에는 원료가 효과적으로 압착되지 않아 성형 할 수없고, 과도한 압축 강도는 금형의 마모를 강화시켜 비용 통제에 도움이되지 않습니다.
3.3 성형 구멍 매개 변수
구멍 형성 파라미터는 원료 구성, 원료 입도, 압출 속도, 압출 강도 등과 같은 많은 요인에 의해 제약을받는 포괄적 인 요소이며, 이러한 요소에 영향을 미치고 입자 형성 과정에 포괄적으로 영향을 미칩니다. 압축비가 높을수록 압축비가 증가하여 압출 강도가 증가하고 압출 속도가 감소하며 원료 펠릿의 품질 계수가 낮은 재료에 긍정적 인 영향을 미칩니다. 구멍 형태의 입구 유형은 구멍에 들어가는 재료의 양에 영향을줍니다 속도와 재료 층의 변화에 영향을 미칩니다.
예비 실험 연구 한 결과, 특정의 금형 축적 데이터 매스 입자를 통과 시범 적이었다 음향 이론을 형성하기위한 기초를 마련했다. 현재, 다른 원료에있어서, 디스크 제조 금형 입자 비율은 일반적으로 필요한 성형 개구 φ에 따라 디스크 두께 H, 원뿔 D, 원뿔 깊이 h를 결정하는 데 적절한 계수를 선택합니다.
상이한 원료에 대해, 조립 과립 효과가 우수하고 단위 생산 에너지 소비가 적은 입자를 얻기 위해 조립 장치의 성형 구멍의 성형 파라미터를 조정함으로써 생산 이익의 확대에 도움이된다.
4 결론
이 논문은 재료 및 수분 함량이 직접 조립 성형의 효과를 결정하고, 입자 형성에 영향을 미치는 주요 요인은, 입자 형성에 대한 이들 인자들의 영향을 다각적 인 분석 고습 원료 달리, 수분 함량을 감소시키는 처리해야 과립을 형성하지 않는, 과립 화 공정은 상대적으로 엄격하게 제어되는 프로세스, 온도, 층 두께는 소망의 범위 여부 정상 그레인을 초과하지 않아야이고, 상기 디바이스 요소가 상기 선택 파라미터 조정 개구 수있다 상기 요소의 복잡한 조합 인 다른 요인들을 조절 개선. 좋은 구멍 형 성형 파라미터를 적용한 원료의 넓은 범위의 제조 방법은 낮은 에너지 소비, 좋은 입자 형성과 품질이다. 종류 및 성형 장비 파라미터를 최적화하고 효과적으로 할 수있는 구멍을 개선하여 입자 품질 및 수율을 개선하고 바이오 매스 입자의 응용 및 홍보를 촉진합니다.
참고 문헌
'1'Wang Yusheng, Fu Jianxiang. 바이오 매스 에너지 'J'의 응용 기술에 관한 연구, 청도 농업 대학 저널 : Natural Science Edition, 2015 (3) : 215-221.
'2'Zhang Bailiang, 바이오 매스 연료 기술 및 엔지니어링 'M'Beijing : Science Press, 2012 : 131-140.
'3'Kaliyan N, 강도 및 고밀도 매스 products'J'.Biomass 바이오 에너지, 2009 내구성에 영향을 미치는 Moreyrv.Factors 33 (3) : 337-359.
'4'Li Yancong, Wan Zhisheng, Shan Huiyong, et al. 펠릿 사료 품질 및 과립 성능 'J'에 영향을 미치는 요인의 분석. 안후이 농업 과학, 2011 (10) : 5929-5930.
'5Berner B.J. 펠렛 품질'J'.Feed Management, 1992 (43)의 문제점 : 10-18.
'6'Li Lingfang. 펠렛 사료의 내구성 지수 및 그 관리에 영향을 미치는 요소 'J'. 사료 산업, 2008 (1) : 3-5.
'7'Zhang Liang, Xu Yanfen, Yang Zaibin, et al. 펠릿 사료 'J'의 사료 품질에 미치는 사료 성분의 영향. 사료 및 가축, 2013 (1) : 13-17.
'8'Samuelsson R, Larsson S H, Thyrel M, et al. 수분 함량과 저장 시간은 생물 연료 목재 펠렛'J '의 결합 메커니즘에 영향을 미친다 Applied Energy, 2012 (99) : 109-115.
'9'Zhang Dezheng, Zhang Xia, Yang Fei, et al. 박테리아, 나무 칩 및 담배 줄기의 성형 특성에 관한 연구 농업 기계화 연구 저널, 2017 (10) : 241-245.
'10 '황연, 뒤봉동, 장명 위안 외 바이오 매스 입자 연료 성형'J '의 영향 요인에 대한 연구 진행. 바이오 매스 화학 공학, 2015 (5) : 53-58.
