Wang Meimei 1Wang Yumei 2Han Wenqing2
(1. Escola de Engenharia Mecânica, Anyang Instituto de Tecnologia; 2. Anyang Jimke Energia Machinery Co., Ltd., Anyang, Henan 455000)
Resumo: Como uma forma importante de utilização de energia de biomassa, estudar os factores que afectam o processo de moldagem é de partículas grandes de biomassa significado Este papel analisa os factores que afectam as partículas de biomassa sólidos formados a partir de materiais de pesquisa, três processos, equipamentos, e. impacto sobre o factor de qualidade da pelota (PQF) e índice de partículas durabilidade (PDI) e outros indicadores, a interacção entre os vários factores estão inter-relacionados, que passam o parâmetro do dispositivo é a análise factor chave do estudo, a pesquisa e desenvolvimento do equipamento de moldagem de partículas realizada Pesquisa básica preliminar.
No desenvolvimento de alta velocidade global de hoje, a produção ea dependência energética vida cada vez mais elevado de energia tornou-se um básicos limitações materiais de desenvolvimento econômico do país. Os combustíveis fósseis como energia primária, devido às limitadas reservas não podem ser regeneradas secagem, o que leva a vários países ao redor do mundo É altamente valorizada e a energia de biomassa, como recurso renovável, ocupa uma posição importante em fontes alternativas de energia petroquímica. [1]Desenvolvedores biomassa não só para complementar a escassez de combustíveis fósseis, também gerar benefícios ambientais significativos. Materiais de biomassa soltos por moldagem técnicas em combustível sólido é uma biomassa partículas de uso eficiente de forma simples e prática. É rico em recursos de biomassa, desenvolvimento de energia de biomassa no uso da tecnologia para fornecer uma ampla gama de matérias-primas garantir. Apesar de nossa pesquisa e desenvolvimento no campo da tecnologia começou tarde, mas com o ambiente de mercado e cada vez maior demanda, fatores de combustível de biomassa pellet moldar , Para promover o desenvolvimento da tecnologia de moldagem de solidificação de biomassa da China e seus equipamentos para desempenhar um grande papel na promoção da escala.
partículas de biomassa processo de moldagem, a biomassa real ocorre na porção do material de plástico torna-se e equipado com os orgânicos materialização amolecimento colados uns aos outros. Este processo está sujeito a alterações físicas, alterações químicas para assistência, por os ingredientes, efeito do tamanho de partícula e muitos, humidade matéria-prima, da temperatura de moldagem, a espessura da camada de material, a taxa de extrusão, do tipo parâmetros de pressão e de furos de moldagem por extrusão[2-3].
1 fatores de matéria prima
1.1 composição da matéria prima
Uma vez que o material é tipicamente composto por vários componentes diferentes, mas a influência de diferentes componentes nas partículas da moldagem curado é diferente. Alguns componentes da biomassa, tais como proteínas, lignina, amolece a uma certa pressão ou temperatura, a deformação plástica, de modo a formar Propriedades orgânicos cola possuindo, alguns componentes, tais como celulose de madeira, as partículas inorgânicas resíduos biológicos, etc, não é facilmente quebrada ou lisadas no processo de formação de partículas como um dispersante como formação de partículas impedido, e a matéria-prima de biomassa grande porção do material não é facilmente decomposto ou amaciada. ingredientes são os principais factores que afectam o índice de durabilidade das partículas (daqui em diante referidos como PDI) do Efeito da PDI, ingredientes, a proporção dos diversos factores que influenciam a é de cerca de 40% [4]Vários componentes da taxa de alimentação de toda a contribuição PDI é diferente, dependendo do tamanho da contribuição das diferentes espécies de PDI, alguns materiais comuns são dadas coeficiente de massa de partícula diferente (daqui em diante referido como o PQF) Tabela 1[5].
PQF maior matérias-primas, o mais perto as partículas produzido, maior será o PDI, de outro modo inferior, tal como bentonite, lignina, que PQF alta, geralmente pode ser utilizada como um aglutinante, tais como óleos de ácido, que PQF é de -40, isto é porque muitas gorduras e componentes de óleos de matéria-prima, resultando em mútuo película inter-partícula, e a presença dos resultados de película de óleo em uma dispersão de partículas de espaçador, de modo que o sistema não pode ligar-se de forma eficaz as partículas, o mais soltos, os grânulos quanto menor for o PDI a massa de partículas, quando o coeficiente de ponderação de cada componente em matéria-prima e> 4,7 para obter uma melhor massa de partículas, ver fórmula (1):
1.2 granularidade da matéria-prima
Finer o tamanho de partícula, a maior área de superfície das partículas, a mais facilmente a ligação entre as partículas, enquanto que o mais prontamente absorvem o calor e a humidade são temperamento misto, o melhor o grau de amaciamento de gelatinização da biomassa, de modo que as partículas mais densas feita lisa, Cracking e finos são menos prováveis de ocorrer, no entanto, quanto mais fino o tamanho da partícula, maior o consumo de energia do processo de britagem e, portanto, não é muito para buscar um tamanho de partícula menor. [6]A uniformidade é importante também o tamanho das partículas de matéria-prima, a matéria-prima após pulverização não é excessivamente grandes partículas, partículas maiores e outros materiais que não são facilmente combinados, afecta a uniformidade de mistura de têmpera, as partículas de granulado depois de a superfície é fácil de produzir desigual fenómeno, e é propenso a fissuras na radiante em torno das grandes partículas, as partículas resultantes facilmente danificadas. a partir da perspectiva da granulação, o mais fina do tamanho de partícula das matérias-primas, a força de alta granulação, mas não ajustar a humidade, o adesivo facilmente aglomerada, e o material é triturado demasiado pequeno , resultando no consumo excessivo de energia pulverização, o tamanho da partícula é demasiado grosseiro, tipo buraco em dificuldades, o aumento do desgaste do rolo de pressão e o orifício de fieira, formando granulação difícil, especialmente em pequena abertura da matriz de moldagem mais difícil, e a gelatinização resultante material de amolecimento é pobre, resultando numa o consumo de material de alta, baixo rendimento, a produção de partículas em pó contendo elevado. Assim, o material de tamanho de partículas em bruto é geralmente 1/2 a 2/3 ou pulverizado para controlar o diâmetro das partículas do crivo usando um diâmetro de partícula médio, o máximo deve> 10 mm.
Pulverizado, de modo a evitar o consumo excessivo de energia, mas também para assegurar a dimensão de partícula desejada transferência de massa de mistura húmida, ajuda a reduzir a taxa de partículas de pó que contém. Além disso a atenção deve ser misturados antes da granulação do coeficiente misto de variação de até 5% Sobre, vai estabelecer uma boa base para o processo de granulação traseira.
1.3 umidade da matéria prima
O composto e a água livre nas funções biomassa como matéria-prima como um lubrificante, de modo que o atrito entre as partículas é reduzido, o aumento da mobilidade, para facilitar a ligação entre as partículas, e por causa da absorção de água e a hidrólise de biomassa aumentada amolecimento plástico variação do efeito de adesão, humidade adequado promove a partícula em forma, aplicar diferentes matérias-primas geralmente varia de humidade, componentes e similares devem ser afectadas pela temperatura, humidade da matéria-prima mais de 8% a 15%, mas também material de humidade indivíduo mais elevada, tal como aparas de madeira teca e semelhantes, mesmo até 50%, de um modo preferido materiais menos comuns foram testados para assegurar o efeito das partículas para o material antes de humidade excessiva durante a granulação deverá ser tratado para reduzir a água, o processo de secagem geralmente Lidar com[7-8].
2 fatores de processo
2.1 temperatura de moldagem
Processo de biomassa que faz parte do componente orgânico é amolecida principalmente a uma determinada temperatura e pressão de deformação plástica moldada do processo de colagem, a temperatura de moldagem é um factor importante na formação de partículas de biomassa '9'. Em geral, a biomassa o componente orgânico com uma temperatura de amolecimento a partir de 70 ℃ ~ 80 ℃, o adesivo se torna plástico a cerca de 160 ℃, quando a porção de componente orgânico 240 começa a liquefazer deg.] C. quando a temperatura de moldagem atinge 60 ℃, a matéria-prima começa a amolecer, fluidez aumento, com o aumento da temperatura, o material de menor resistência ao movimento, moldagem resistência é também reduzida. é moldado com a medição da pressão à temperatura ambiente de moldagem a quente de uma diferença de cerca de duas vezes tão elevados quanto possível, mas não de temperatura, a temperatura é demasiado O alto causará a carbonização da biomassa, o que não favorece a moldagem, e devido à carbonização desigual e incontrolável, afetará a qualidade da partícula e o valor calorífico.
2.2 Espessura do material
Pressionando o material para dentro da zona, entre o rolo de pressão e da matriz de tal modo que é formada uma folga, a diferença é a espessura do material. Espessura da camada de material é um pré-fase, antes do material de extrusão entra na zona de, quando as camadas pares de rolo de impressão de material Existe uma força de pré-compressão: para moldes com diferentes diâmetros de orifício, os intervalos menores são tipicamente selecionados para partículas menores, e os intervalos maiores são usados para intervalos maiores.
Não só a espessura do material do diâmetro de partícula final de cerca de, também afecta o consumo de energia do processo de granulação, sob as mesmas condições de levar a variações na espessura de materiais diferentes, a força de compressão, a espessura da camada de material é muito pequeno, uma extrusão de pressão pequeno, o orifício da matriz para o material menos, a produtividade é baixa, fazendo com que o material para dentro do orifício do molde de extrusão não formam demasiado pequeno, não produzem partículas; material, quando a espessura da camada é demasiado grande, a aumentar rapidamente de força de pressão, o material entra no orifício da matriz é muito grande, as partículas resultantes o material é dificuldades muito densas, aumento de potência, ou mesmo conduzir a uma sobrecarga de falha do equipamento. a Fig. 1 mostra o efeito da compressão obriga a espessura do material de que B é uma espessura razoável de material, um é a espessura do material do estado excessiva, C é uma espessura muito fina da camada de material A força de extrusão do material é o componente de força vertical do contato entre o rolo de pressão e o material, isto é, fórmula (2):
Como é claro a partir da Figura 1, a espessura da camada de material quando força de pressão é um F desde a cabeça de prensagem, causando desse modo um aumento substancial na força de pressão, a força de pressão é muito pequeno e a região C. Portanto o material razoável Espessura é a garantia de produção eficiente.
3 fatores de equipamento
3.1 velocidade de extrusão
velocidade de extrusão afeta diretamente o tempo de residência do material no buraco molde. material permanece no tempo buraco die ter um grande impacto sobre a qualidade do molde, quando o material é espremido no buraco morrem pouco tempo, a energia consumida por unidade de produção há menos, mas pode facilmente levar à produção de empacotamento de partículas não é suficiente; e o material fica nos orifícios já não morrer, o mais espremido, as partículas de tecido mais denso, a qualidade das partículas é melhorada, mas o familiar consumo de energia da unidade é também aumentada, quando o material permanece no orifício de fieira por muito tempo, muito densa, resultando em aumento da compressão de atrito, difícil de se mover, haverá uma partícula correspondente carbonização causado pelo sobreaquecimento mesmo morrer orifício de tempo de inatividade velocidade de extrusão compactado descontinuado. Velocidade do rolo de pressão, diâmetro do rolo de pressão, etc. A velocidade de extrusão razoável é a garantia de operação contínua e menor consumo de energia.
3.2 Força de extrusão
Força de extrusão é a força de compressão física do material, que é o principal fator de compactação de partículas '10'. Somente com maior força de esmagamento a biomassa parcial na matéria-prima pode ser amaciada e maior calor de atrito gerado na força pressionando plastificação e promotora de adesão parte componente de material, de modo que a resistência ao esmagamento que as partículas são cimentadas é insuficiente quando se formam a matéria-prima não podem ser eficazmente espremido, as partículas não pode ser formado; enquanto Resistência à compressão excessiva intensificará o desgaste do molde, o que não é propício para o controle de custos.
3.3 parâmetros do furo de moldagem
O orifício que forma é um parâmetro combinação de factores, por os ingredientes, muitos constrangimentos do tamanho de partícula, da velocidade de extrusão, a resistência ao esmagamento e semelhantes, que por sua vez afecta destes factores, os efeitos combinados do processo de formação de partículas, tais como parâmetros de tipo buraco taxa de compressão, maior será a relação de compressão é aumentada resistência ao esmagamento, reduzir a velocidade de extrusão, menor será a qualidade da matéria-prima factores partículas pode promover materiais; tipo de formar a abertura de entrada dos parâmetros que afectam o tipo de material para o número de orifícios E acelerar e afetar a espessura das alterações da camada de material.
Após estudos experimentais anteriores, uma certa quantidade de dados foi acumulada nos dados do tipo de poros dos moldes de formação de partículas de biomassa com base em experimentos, que lançaram as bases para a melhoria da teoria de moldagem. Atualmente, os discos para fabricação de partículas são baseados em diferentes matérias-primas. Relação, geralmente de acordo com a abertura de formação necessária φ, escolha o coeficiente apropriado para determinar a espessura do disco H, cone D, profundidade do cone h.
Para diferentes matérias-primas, os parâmetros de formação dos orifícios de formação do equipamento de granulação são ajustados para obter partículas com excelente efeito de granulação de formação e baixo consumo de energia de produção unitária, o que é propício para a expansão dos lucros de produção.
4 Conclusão
Este artigo analisa os principais fatores que influenciam a moldagem das partículas, a influência desses fatores na formação de partículas, a composição da matéria-prima e o teor de umidade determinam diretamente o efeito da moldagem granulométrica, e o tratamento para reduzir o teor de umidade. Não pode formar granulado, processo de granulação é um processo de controle relativamente rigoroso, a temperatura, espessura da camada não pode exceder o intervalo necessário ou então não pode ser normal, e fatores do equipamento é um fator abrangente complexo, em que a escolha de parâmetros de forma buraco pode ser ajustado Melhorar o efeito de ajustar outros fatores.Os bons parâmetros de formação de furos têm uma ampla gama de aplicações para matérias-primas, e o consumo de energia unitário do processo de produção também é baixo e a qualidade da moldagem de partículas é boa. Melhore a qualidade e o rendimento das partículas e promova a aplicação e a promoção de partículas de biomassa.
Referências
"1" Wang Yusheng, Fu Jianxiang. Pesquisa sobre a tecnologia de aplicação de energia de biomassa "J." Jornal da Universidade Agrícola de Qingdao: Natural Science Edition, 2015 (3): 215-221.
'2' Zhang Bailiang. Tecnologia de combustível de biomassa e engenharia 'M'. Beijing: Science Press, 2012: 131-140.
'3'Kaliyan N, Moreyrv.Fatores que afetam a resistência e a durabilidade dos produtos densificados de biomassa'J' Biomass and Bioenergy, 2009, 33 (3): 337-359.
Análise de '4' Liyan Cong, Wan Chi, solitário Hui Yong, etc. afetam a qualidade do pellet e fatores de desempenho de peletização 'J' Anhui Ciências Agrárias, 2011 (10): 5929-5930.
'5'Boerner B.J. Problemas com a qualidade das pelotas'J'.Feed Management, 1992 (43): 10-18.
'6' Li, factores arilo alimentar factor de partículas durabilidade e da Indústria de controlo 'J' de alimentação, 2008 (1): 3-5.
'7' Zhang Liang, Xuyan Fen, Yang Bin, etc. Efeitos de alimentação de alimentação massa de pelete de 'J' de alimentação e as partículas Animal Science, 2013 (1): 13-17.
'8'Samuelsson R, S Larsson H, Thyrel M, et al teor de humidade e a influência do tempo de armazenamento dos mecanismos de ligação em aglomerados de madeira biocombustível.' J 'Energia Aplicada, 2012 (99) :. 109- 115.
'9' para dar Zheng Zhang, Xia, Yang Fei, shell como bactérias, de estudo e de fumo de serradura partículas de combustível que formam características stalk estudos 'J' agrícolas, 2017 (10): 241-245.
'10' Huang Yan, Dupeng Dong, Zhang Mingyuan, e outros fatores de progresso de combustível sedimento moldados que Influenciam a biomassa em bruto engenharia química 'J', 2015 (5): 53-58.
