Wang Meimei 1, Wang Yumei 2Han Wenqing2
(1 Anyang Instituto de Tecnología, Ingeniería Mecánica; 2. Ji Muke Anyang Energía Machinery Co., Ltd., Henan Anyang 455000)
Resumen: Como una forma importante de la utilización de energía de la biomasa, el estudio de los factores que afectan el proceso de moldeo es de gran importancia partículas de biomasa Este artículo analiza los factores que afectan a las partículas de biomasa sólidas formadas a partir de materiales de tres de investigación, procesos, equipos y. impacto sobre el factor de calidad del gránulo (PQF) y el índice de partículas durabilidad (PDI) y otros indicadores, la interacción entre los diversos factores están relacionados entre sí, que pasan el parámetro de dispositivo es el factor de análisis clave del estudio, la investigación y el desarrollo de equipos de moldeo de partículas llevaron a cabo Investigación básica preliminar.
En el desarrollo de alta velocidad global de hoy, la producción y la dependencia de la energía vital de cada vez más alto de energía se ha convertido en un básico limitaciones materiales de desarrollo económico del país. Los combustibles fósiles como energía primaria, debido a las limitadas reservas no pueden ser regenerados desecación, lo que conduce a diversos países de todo el mundo Damos gran importancia. biomasa como recurso renovable, juega un papel importante en las fuentes alternativas de energía petroquímica [1]Los desarrolladores de biomasa no sólo como complemento a la escasez de combustibles fósiles, también generan importantes beneficios medioambientales. Flojas materiales de biomasa por moldeo técnicas en combustible sólido es un uso eficiente de partículas de biomasa de forma sencilla y práctica. De rica en recursos de biomasa, el desarrollo energético de la biomasa en el uso de la tecnología para proporcionar una amplia gama de materias primas de garantía. Aunque nuestra investigación y desarrollo en el campo de la tecnología empezaron tarde, pero con el entorno del mercado y cada vez mayor demanda, los factores de combustible de pellets de biomasa conformación Promover el desarrollo de la tecnología de moldeo por solidificación de biomasa de China y sus equipos para desempeñar un papel importante en la promoción de la balanza.
partículas de biomasa proceso de moldeo, la biomasa real se produce en la porción del material se hace plástico y equipado con orgánicos materialización reblandecimiento pegados el uno al otro. Este proceso está sujeto a cambios físicos, cambios químicos de asistencia, por los ingredientes, Tamaño de partícula de materia prima, humedad de la materia prima, temperatura de moldeo, espesor de capa de material, velocidad de extrusión, presión de extrusión y parámetros de orificio de moldeo y muchos otros aspectos[2-3].
1 factores de materia prima
1.1 composición de la materia prima
Dado que el material se compone típicamente de varios componentes diferentes, pero la influencia de diferentes componentes en las partículas de la pieza moldeada curada es diferente. Algunos componentes de la biomasa tales como proteínas, lignina, se ablanda a una determinada presión o temperatura, deformación plástica de manera que forman propiedades orgánicas pegamento que tiene, algunos componentes tales como celulosa de madera, las partículas inorgánicas de residuos biológicos, etc., no se rompe fácilmente o lisadas en el proceso de formación de partículas como un dispersante como la formación de partículas impedido, y la gran materia prima de biomasa parte del material no se descompone fácilmente o se suavizó. ingredientes son los principales factores que afectan el índice de durabilidad de las partículas (en lo sucesivo, PDI) del efecto de PDI, los ingredientes, la proporción de los diversos factores que influyen es de aproximadamente 40% [4]Varios componentes de la velocidad de alimentación de toda la contribución PDI es diferente, dependiendo del tamaño de la contribución de las diferentes especies de PDI, algunos materiales comunes se dan diferente coeficiente de la masa de partículas (en lo sucesivo, la PQF) Tabla 1[5].
PQF más grande de materias primas, más cerca las partículas producidas, mayor será el PDI, de lo contrario inferior como bentonita, lignina, que PQF alta, por lo general se puede utilizar como un aglutinante, tal como aceites de ácido, que PQF es -40, esto es porque muchas grasas y componentes aceites de materias primas, lo que resulta en la película entre partículas mutuo, y la presencia de los resultados de película de aceite en una dispersión de partículas de separación, de modo que el sistema no puede unirse eficazmente las partículas, más sueltos, los gránulos Cuanto menor es el PDI, mejor es la calidad de la partícula cuando se pondera el índice de masa de partícula de los ingredientes en la materia prima y 4.7, ver (1):
1.2 granularidad de la materia prima
Finer el tamaño de partícula, mayor es el área de superficie de las partículas, más fácilmente la unión entre las partículas, mientras que la absorben más fácilmente el calor y la humedad son los estribos mixto, mejor será el grado de reblandecimiento de la gelatinización de la biomasa, de modo que las partículas más densas hechas lisa, menos propenso al agrietamiento y multas. búsqueda sin embargo, el más fino es el tamaño de partícula, mayor será el consumo de energía proceso de rectificado, y por lo tanto no puede ser exagerada de tamaño de partícula menor [6]La uniformidad es también importante el tamaño de partículas de materia prima, la materia prima después de la pulverización no es partículas excesivamente grandes, partículas de gran tamaño y otros materiales sin combinar fácilmente, afectar a la uniformidad de mezcla de enfriamiento, partículas granuladas después de la superficie es fácil de producir desigual fenómeno, y es propenso al agrietamiento en el radiante alrededor de las partículas grandes, las partículas resultantes pueden dañar fácilmente. desde la perspectiva de la granulación, el más fino es el tamaño de partícula de las materias primas, de alta resistencia de granulación, pero no ajustar la humedad, el adhesivo aglomera fácilmente, y el material se tritura demasiado pequeña , lo que resulta en el consumo de energía pulverización excesiva; el tamaño de partícula es demasiado grueso, tipo de agujero en dificultades, un mayor desgaste del rodillo de presión y el orificio de la matriz, formando de granulación difícil, especialmente de abertura pequeña matriz de moldeo más difícil, y la gelatinización resultante material suavizante es pobre, lo que resulta en el consumo de material de alta, bajo rendimiento, la producción de polvo de partículas que contiene alta. por lo tanto, el tamaño de partícula de materia prima es generalmente 1/2 a 2/3 o pulverizado para controlar el diámetro de partícula del tamiz usando un diámetro medio de partícula, el máximo debe> 10 mm.
Pulverizado con el fin de evitar un consumo excesivo de energía, sino también para asegurar el tamaño de partícula deseado de transferencia de masa de mezcla húmeda, ayuda a reducir la tasa de partículas de polvo que contiene. Atención adicional se debe mezclar antes de la granulación del coeficiente de mezclado de variación de hasta 5% más o menos, va a establecer una buena base detrás del proceso de granulación.
1.3 material de Humedad
Compuesto y agua libre en las funciones de materia prima de biomasa como un lubricante, de modo que se reduce la fricción entre las partículas, el aumento de la movilidad, para facilitar la unión entre las partículas, y debido a la absorción de agua y la hidrólisis de la biomasa mejorados reblandecimiento plástico variación del efecto adhesión, humedad adecuado promueve la partícula conformada, se aplican diferentes materias primas generalmente varía la humedad, componentes y similares deben ser afectadas por la temperatura, la humedad de la materia prima más 8% a 15%, pero también material de humedad individuo superior, tal como virutas de madera de teca y similares incluso hasta 50%, preferiblemente materiales menos comunes fueron probados para asegurar el efecto de las partículas para el material antes de la humedad excesiva durante la granulación debe ser tratada para reducir el agua, por lo general el proceso de secado Tratar con[7-8].
2 factores de proceso
2.1 temperatura de moldeo
biomasa de proceso que forma parte del componente orgánico se ablanda principalmente a una cierta temperatura y presión moldeado deformación plástica del proceso de unión, la temperatura de moldeo es un factor importante en la formación de partículas de biomasa '9'. En general, la biomasa el componente orgánico que tiene una temperatura de reblandecimiento inicial de 70 ℃ ~ 80 ℃, el adhesivo se vuelve plástico a aproximadamente 160 ℃, cuando la porción de componente orgánico 240 comienza a licuar deg.] C. cuando la temperatura de moldeo alcanza 60 ℃, la materia prima comienza a ablandarse, fluidez aumento, al aumentar la temperatura, el material de menor resistencia al movimiento, el moldeo de la resistencia también se reduce. se moldea con medición de la presión a temperatura ambiente de formación en caliente una diferencia de casi 2 veces más alta posible, pero no la temperatura, la temperatura es demasiado Alto causará la carbonización de la biomasa, que no es propicio para el moldeo, y debido a la carbonización desigual e incontrolable, afectará la calidad de la partícula y el valor calorífico.
2.2 Espesor del material
Al presionar el material en la zona, entre el rodillo de presión y la matriz de tal manera que se forma un hueco, el hueco es el espesor de material. Espesor de la capa de material es una etapa previa antes de que el material de extrusión entra en la zona, cuando las capas pares de rodillo de soporte de material Hay una fuerza de precompresión. Para moldes con diferentes diámetros de orificios, se seleccionan típicamente huecos más pequeños para partículas más pequeñas, y se usan huecos más grandes para huecos más grandes.
No sólo el espesor del material del diámetro de partícula acabada de alrededor, también afecta el consumo de energía del proceso de granulación, en las mismas condiciones conducen a variaciones en el espesor de diferentes materiales, la fuerza de presión, el espesor de capa de material es demasiado pequeña, un pequeño extrusión a presión, el orificio de la boquilla en el material menos, la productividad es baja, haciendo que el material en el orificio de la boquilla de extrusión no forman demasiado poco, no producir partículas; material cuando el espesor de capa es demasiado grande, aumentando rápidamente la fuerza de presión, el material entra en el agujero de troquel es demasiado grande, las partículas resultantes el material se dificultades demasiado densos, aumento de potencia, o incluso conducir a una sobrecarga de fallo del equipo. la Fig. 1 muestra el efecto de la compresión obliga al espesor de material de la que B es un espesor razonable de material, a es el espesor del material del estado excesivo, C es un espesor demasiado delgado de la capa de material. La fuerza de extrusión del material es el componente de fuerza vertical del contacto entre el rodillo de presión y el material, es decir, la fórmula (2):
Como se desprende de la Figura 1, el espesor de la capa de material cuando la fuerza de presión es un F desde la cabeza de prensado, causando por ello un aumento sustancial en la fuerza de presión, la fuerza de presión es demasiado pequeña y la región C. Por lo tanto el material razonable El espesor es la garantía de una producción eficiente.
3 factores de equipamiento
3.1 velocidad de extrusión
velocidad de extrusión afecta directamente el tiempo de permanencia del material en el agujero del molde. material se mantiene en el tiempo agujero de troquel tiene un gran impacto en la calidad de la pieza moldeada, cuando el material se aprieta en el agujero mueren poco tiempo, la energía consumida por unidad de producción hay menos, pero podría fácilmente dar lugar a la producción de empaquetamiento de las partículas no es suficiente, y el material se mantiene en los orificios ya morir, más tiempo exprimido, las partículas de tejido más denso, se mejora la calidad de las partículas, pero la relativa el consumo de energía unidad también se incrementa, y cuando el material permanece en el agujero de troquel para demasiado largo, demasiado densa resulta en una mayor compresión de la fricción, difíciles de mover, habrá una partícula correspondiente carbonización causado por el sobrecalentamiento incluso morir orificio tiempo de inactividad descontinuado velocidad de extrusión compactada. Velocidad del rodillo de presión, diámetro del rodillo de presión, etc. La velocidad de extrusión razonable es la garantía para un funcionamiento continuo y un menor consumo de energía.
3.2 Resistencia de extrusión
La resistencia a la extrusión es la fuerza de compresión física del material, que es el factor principal de compacidad de partículas '10'. Solo con una mayor resistencia al aplastamiento puede suavizarse la biomasa parcial en la materia prima y aumentarse. calor de fricción generado en la fuerza de prensado de plastificación y promotora de la adhesión componente material de la pieza, por lo que la resistencia al aplastamiento que las partículas se cementan es insuficiente cuando se forma la materia prima no puede ser exprimido de manera eficaz, las partículas no se puede formar, mientras Una fuerza de compresión excesiva intensificará el desgaste del molde, lo que no es propicio para el control de los costos.
3.3 parámetros del agujero de moldeo
El agujero de formación es una combinación de parámetros de factores, por los ingredientes, muchas limitaciones de tamaño de partícula, velocidad de extrusión, resistencia a la compresión y similares, que a su vez afecta a estos factores, los efectos combinados del proceso de formación de partículas, tales como parámetros de tipo agujero relación de compresión, mayor será la relación de compresión se incrementa la resistencia al aplastamiento, reducir la velocidad de extrusión, menor será la calidad de la materia prima factores partículas pueden promover materiales; tipo forman la abertura de entrada de los parámetros que afectan el tipo de material en el número de agujeros Y la velocidad, y afectan el espesor de los cambios de la capa de material.
Después de un estudio previo a la prueba, ha sido a modo de prueba para pasar partículas de biomasa de datos de la acumulación de molde de una cierta, sentó las bases para la formación de una teoría sólida. En la actualidad, las partículas de moldes de fabricación de discos, de acuerdo con diferentes materias primas Proporción, generalmente de acuerdo con la apertura de formación requerida φ, elija el coeficiente apropiado para determinar el grosor del disco H, cono D, profundidad del cono h.
Para diferentes materias primas, los parámetros de formación de los orificios de formación del equipo de granulación se ajustan para obtener partículas con excelente efecto de granulación por formación y bajo consumo de energía de producción unitaria, lo que conduce a la expansión de los beneficios de producción.
4 Conclusión
Este artículo analiza los principales factores que afectan a la formación de partículas, la influencia de estos factores en la formación de partículas es multifacética, ingredientes y contenido de humedad determina directamente el efecto de moldeo por granulación, la materia prima para la alta humedad debe ser tratado para reducir el contenido de humedad, de lo contrario que no forma granulación; proceso de granulación es un proceso relativamente estrictamente controlada, la temperatura, espesor de la capa no debe exceder de un intervalo deseado o no de grano normal; y el elemento de dispositivo es una combinación compleja de factores, en el que los parámetros de selección pueden ser abertura ajustable la mejora de ajustar otros factores. parámetros de moldeo bien de tipo abertura aplicar una amplia gama de materias primas, el proceso de producción es bajo consumo de energía, la formación de partículas buena y calidad. mediante la optimización de los parámetros de tipo y un equipo de moldeo y mejorar el agujero puede ser efectivamente Mejore la calidad y el rendimiento de las partículas, y promueva la aplicación y promoción de partículas de biomasa.
Referencias
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