生物质燃料的成型工艺及微观成型机理研究

为研究生物质物料粒度、含水率,成型模具长径比、开口锥度以及保压孔长度对成型燃料品质的影响,以玉米秸秆为研究对象,通过自行设计的不同尺寸的模具制备成型棒料,以成型棒料的松弛密度作为品质评价标准。当成型模具锥度为10°、长径比为5∶1、保压孔长度为30 mm,物料粒度为3.5 mm、含水率为16%时,成型燃料的品质最好,对成型设备的优化具有指导意义。同时,利用环境扫描电子显微镜对成型棒料的微观形貌进行观测,对比分析了不同成型条件下成型棒料的微观形貌,从微观角度研究了生物质燃料的成型机理,研究结果旨在为成型机成型孔的优化设计提供理论参考。     

桉树木屑热压成型特性研究

以桉树木屑为原料,在自制的成型模具上,利用万能力学试验机研究物料粒径、含水率、温度以及成型压强变化对物料密度和压缩功率的影响。试验结果表明:木屑在粒径较小时,颗粒间比表面积大,加强粘结剂和分子引力作用,成型效果较好;含水率增加会降低压缩功率,同时会导致成型质量降低,物料含水率为4%～12%时有较好的成型效果;提升物料温度在一定范围内可显著降低压缩功率,提高物料成型密度,温度也间接地改变物料含水率和粘结剂等因素来影响成型效果,在约100℃时成型效果最佳;增大压强有利于提高物料成型的质量,当压强达到100 MPa后,增加压强对成型起到的作用甚微,成型质量保持在相对稳定的水平。     

木屑颗粒燃料冷态压缩成型参数试验研究

对杉木屑进行不同成型直径、含水率及压缩速度条件下的冷态压缩成型试验,分析多个影响因素对木屑成型试样的松弛密度、抗压强度及比能耗的影响。通过单因素影响试验分析表明,在含水率为16%和成型直径为10 ~ 12 mm时能获得较好的成型参数,压缩速度为40 mm/min时,可获得较大的松弛密度和抗压强度,但比能耗相对较大。通过设计三因素三水平正交试验,运用多指标综合加权评分法对试验结果进行分析,权重系数综合考虑松弛密度、抗压强度和比能耗的重要与次要程度,结果表明：木屑最佳成型因素水平组合为成型直径10 mm、含水率16%、压缩速度40 mm/min,此时木屑试样松弛密度、抗压强度和比能耗分别为0.91 g/cm³、315 N和30.20 J/g,综合加权评分值最高。     

小麦秸秆颗粒燃料冷态压缩成型参数试验研究

对小麦秸秆进行了不同含水率、压缩速度、模具长径比及开口锥度等不同条件下的冷态压缩成型试验,分析了压缩成型过程包括松散、过渡、压紧和推移4个阶段,不同阶段产生物料变形的原因各不相同.通过对试验结果进行分析,得出结论为:压缩速度取40mm/min时,能够保证较高的最大压缩密度和较低的比能耗;当含水率取16%、模具长径比为5.2、开口锥度为45°时成型效果最佳.     

模辊式生物质压块成型模孔受力分析及参数影响研究

针对模辊式生物质压块成型机的成型模孔,通过理论分析和ANSYS仿真,研究了秸秆物料在模孔中的受力变化规律以及模孔参数对压强的影响,并建立了正交异性物料挤压成型的压强数学模型。通过正交试验,验证了模孔参数对压块成型的影响,并确定了玉米秸秆成型的最优参数组合。结果表明:秸秆物料在模孔内所受最大压强随锥角、长径比的增大而增大;物料在模孔中的成型过程可分为压缩、成型、保型3个阶段;在试验范围内,模孔的长径比、锥角、物料含水率及粒度均对秸秆压块的松弛密度影响显著,且影响顺序为长径比含水率粒度锥角;以松弛密度为评价指标时,最优参数组合为长径比6∶1、含水率15%、粒度5 mm、锥角10°。     

动物粪便与秸秆成型坯块制备工艺参数试验研究

为探究动物粪便和秸秆混合物料的成型生产工艺,获得较佳的成型工艺参数组合,以成型压力、成型温度、物料含水率和秸秆质量分数为试验因素,以成型坯块抗破坏强度和松弛比为成型质量评价指标,进行四因素二次通用旋转组合试验,并建立各试验因素与试验指标的回归模型,利用Design-Expert 8.0.6响应面分析软件优化成型工艺参数组合。试验结果表明:各试验因素对成型坯块抗破坏强度影响的顺序为物料含水率成型温度成型压力秸秆质量分数;各试验因素对成型坯块松弛比影响的顺序为物料含水率成型压力秸秆质量分数成型温度;在成型压力为125 kN,成型温度为146℃,物料含水率为12%,秸秆质量分数为6%条件下,成型坯块的成型效果最好,成型坯块的抗破坏强度为353.6 N,松弛比为96.68%。     

毛竹颗粒燃料成型工艺研究

以毛竹废弃物为原料,采用自制设备制备毛竹成型颗粒,分析了粉碎粒径、含水率、预热温度、成型压力对颗粒成型的影响,并以松弛密度、耐久度为指标,采用单因素及正交试验对毛竹成型颗粒制备工艺参数进行了优化。结果表明:当粒径小于0.38 mm,含水率为15%,预热温度为125℃,成型压力为20 MPa时,成型效果最好,此时成型颗粒的松弛密度为1.110 g/cm3,耐久性为0.955。该工艺的优化设计为毛竹废弃物制备成型颗粒工艺参数的选择提供了参考。     

秸秆颗粒冷态压缩成型过程的比能耗回归分析

对5种秸秆颗粒冷态压缩成型过程进行开式试验研究,将其压缩成型过程分为松散、过渡、压紧和推移4个阶段,回归了不同阶段的压力方程,采用Matlab软件计算出整个压缩成型过程中的比能耗值。以小麦秸秆为例,采用二次回归通用旋转组合设计,建立了压缩速度、物料含水率2个因素与比能耗的数学模型,结果表明,压缩速度的影响比含水率大,且二者均为负效应。     

成型参数对桉树加工剩余物成型颗粒品质影响的实验研究

以桉树加工剩余物为研究对象,在龙门液压机YM-10T上进行原料压缩成型实验,在INSTRON5564型万能材料试验机上进行颗粒径向压缩实验,分析成型参数对颗粒品质(颗粒松弛密度、抗变形性和抗渗水性)的影响。考虑实际生产过程相关设备能耗、产量及运行状况,针对桉树加工剩余物原料,粒径范围1~2 mm、成型压力5~6 kN、原料水分10%~15%、成型温度90~120℃、保压时间6~9 s适合于颗粒燃料的生产。     

秸秆冷态压缩成型微观结构变化的实验研究

采用扫描电子显微镜,在不同压缩成型条件下对3种秸秆冷态压缩成型前后微观结构变化进行实验研究,通过秸秆原料和颗粒燃料在纵横截面微观结构变化的对比分析,得出秸秆冷态压缩成型的微观结合方式,总结出压缩成型条件对秸秆微观结构的影响规律。实验结果表明:当压缩速度取40mm/min、秸秆原料为玉米秸秆时,冷态压缩成型效果最佳。     

玉米秸秆制板剩余物压缩成型试验

对制板筛分下的剩余物(秸秆瓤含量约为60%)在综合特性测试分析基础上,对饲料化利用压缩成型进行试验研究。以含水率、压缩应力、物料处理方式、精料添加比为试验因素,饲料块径向抗压强度和24 h膨胀率为试验指标,进行四因素五水平正交试验设计,最终获得秸秆瓤饲料块的最佳成型工艺。     

生物质稻壳压缩成型过程建模及优化

在生物质压缩成型燃料的品质指标中,除燃烧特性外,松弛密度是成型燃料的一个重要性能指标,它直接决定了成型燃料的使用、运输要求和贮藏条件。文章以生物质稻壳为研究对象,考虑稻壳成型过程中含水率和成型温度对松弛密度的影响,依据最小二乘支持向量机建立了稻壳压缩成型过程模型,并进行了验证。在此基础上,建立了压缩成型过程的优化目标函数,旨在寻找成型燃料松弛密度最大时,含水率和成型温度两个控制量应满足的优化目标值。结果表明,该模型具有较好的拟合效果,可有效模拟稻壳压缩成型过程特性,且当稻壳含水率为6.631 4%,成型温度为140.991 5℃时,成型燃料松弛密度可达到最大值1.281 6 g/cm3。     

生物质冷态压缩特性曲线分析

在不同含水率、不同压缩速度条件下,对6种不同的生物质原料进行了冷态压缩成型试验,并绘制出生物质成型压力一密度关系曲线.发现同一种生物质在含水率不同时的压力一密度曲线各不相同,但有一共同交点.在该交点前后水分对密度的影响相反.压缩速度对成型密度影响较大,在相同条件下,压缩速度越大,生物质成型密度越小.     

柠条热压成型工艺参数研究及燃料物性分析

针对柠条压块燃料成型过程工艺参数的选择和原材料前处理条件的确定,研究压力、温度、含水率和颗粒度对燃料密度及耐久性的影响,进行单因素和多因素试验并对各变量进行方差及回归分析。结果表明:较小颗粒度、低含水率、高温(以此顺序)是增大柠条块状燃料密度和耐久性的重要因素,压力为边际影响因素。柠条原料含水率应在5%~13%之间,为实现节能和低成本,成型温度和压力分别控制在80~150℃、60~120 MPa之间,压块燃料加工的最优参数组合为颗粒度小于0.63 mm,含水率8%、温度130℃、压力120 MPa。     

烘焙棉秆的成型特性影响研究及工艺优化北大核心CSCD

文章以棉花秸秆为研究对象,对其进行烘焙预处理以提升燃烧特性与热值并降低粉碎能耗。采用单因素实验研究了成型压力、成型温度和原料含水率对烘焙棉秆成型燃料的松弛密度、吸湿性和抗压强度3个特性评价指标的影响。基于单因素实验开展了正交实验,探讨三者间的相互作用并对热压成型过程进行工艺优化。结果表明:烘焙预处理提高了棉秆的燃烧稳定性及粉碎效率,烘焙棉秆的粉碎能耗与棉秆原样相比降低了66.6%;在烘焙棉秆的热压成型过程中,成型燃料的特性评价指标在合适的压力范围内(3~23 kN)均随着成型压力的增大逐渐提升;而随着成型温度和原料含水率的增加,特性评价指标均呈现先上升后下降的趋势,并分别在成型温度为115℃和含水率为9%时出现拐点。根据正交实验得出烘焙棉秆热压成型的最佳工艺条件:压力为18 kN,温度为100℃,含水率为9%,此时制得的成型燃料的松弛密度、抗压强度和吸湿性分别达到1.220kg/m3,8.17 MPa和8.45%,完全符合我国生物质颗粒燃料的行业标准。     

提质条件对褐煤表观性质的影响研究

在不同的加热温度、保温时间、粒度提质条件下,对内蒙古锡林浩特褐煤进行低温干燥,研究了提质后褐煤的表观性质,分析了提质前后褐煤的水分、挥发分、发热量的变化,得出各提质条件对褐煤表观性质的影响从大到小依次为煤样粒度、加热温度、保温时间.综合考虑提质条件对褐煤表观性质的影响、提质后所需褐煤的水分和挥发分要求以及现有的试验设备和试验条件等因素考虑,最终确定褐煤干燥提质的条件为:煤样粒度6 mm,加热温度200 ℃,保温时间20 min.     

生物质压缩成型燃料及成型技术（三）

生物质压缩成型燃料及成型技术（三）辽宁省能源研究所何元斌（接续上期）压缩成型燃料生产的核心作业是成型作业。但由于物料的形态和性状不同．一般还需进行予先处理。如粉碎、筛选、干燥、输送等。相应地需要一些专用设备，其目的无非是使物料达到压缩成型工艺需要的粒...     

解捆状玉米秸秆常温压缩成型试验研究

文章以解捆状玉米秸秆为原料,在含水率、成型套筒长径比不同的情况下,在柱塞液压式成型机上进行单因素试验,并利用体视显微镜观察成型块的微观结构,分析成型状态。试验结果表明:在常温状态下,解捆状玉米秸秆可以被压缩成型;当含水率为15%、成型套筒长径比为4.5时,成型效果最好,所得成型块的松弛密度为0.74 g/cm3;含水率相同,成型套筒长径比增大,成型压力随之增大;成型套筒长径比相同,随着含水率的增加,成型压力先增大后减小。     

丁苯橡胶深床干燥的传热传质模拟

本文通过实验,确定了丁苯橡胶的干燥常数,并建立了丁苯橡胶深床干燥的传热传质数学模型,利用有限差分法进行数值求解,计算得出不同深度处物料温度与含水率随时间的变化规律,以及在不同的干燥介质温度下物料含水率随时间的变化规律。     

干法制备生物质成型活性炭工艺研究

以锯末为原料,氯化锌为活化剂,采用干法混合后直接成型活化制备无粘结剂生物质成型活性炭。为考察该工艺的可行性,通过单因素实验,考察盐料比、活化温度、活化时间与成型密度对生物质成型活性炭吸附性能的影响,得出较优工艺条件为:盐料质量比2.0∶1,活化温度550℃,活化时间为40 min,成型密度为1.5 g/cm~3。在此工艺条件下制备得到的生物质成型活性炭,碘吸附值为1322.7 mg/g,BET比表面积为2010 m~2/g,初步证明干法制备生物质成型活性炭的可行性。