生物质固化成型的微观机理

通过对生物质固化成型微观机理的研究,建立了生物质固化成型的微观接触几何模型,确定了压辊对原料的正压力与生物质颗粒表面斜角之间的数学关系,正压力F的大小与颗粒表面斜角a_i的余弦成正比关系。通过对固化成型分子微观机理的研究,说明了固化成型燃料燃烧点低的原因。建立了生物质固化成型的能量微观机理,并从表面能角度揭示了固化成型燃料能量密度增加、燃烧值提高的机理。     

生物质成型燃料致密成型机理及品质评价指标

利用机械力将生物质压缩或挤压成为体积密度较大、热效率较高、便于运输储藏的固体成型燃料,是生物质能源化利用最简单、最直接的途径之一。文章对生物质成型燃料的致密成型机理做出较为全面的探讨,并介绍了目前国外对生物质成型燃料品质评价的指标和部分西方发达国家生物质成型燃料标准规范,为加快我国生物质成型燃料技术的发展和标准规范的制定提供理论依据和技术参考。     

生物质压缩成型燃料技术研究综述

1 引言 随着农业和农村经济的发展,生产过程中产生的废弃物不断增加,浪费现象加剧。为了保护人类自身生存的环境,并缓解能源日益短缺的矛盾,必须对越来越多的农业、林业和农副产品加工业的废料以及城镇垃圾等方面的有机物进行处理。因此,一种既能解决环境保护又能生产代用燃料的生物质压缩成型燃料技术已越来越受到人们的重视。近年来,压缩成型燃料已成为为一门新兴的学科和新办的工业,在许多国家崛起,并得到迅速的发展。压缩成型的各种燃料已先后在一些国家中作为商品销售。     

生物质成型燃料燃烧理论分析

根据试验结果，分析了总结了生物质成型燃料的点火性能、燃烧机理、燃烧特性等燃烧规律，从而为确定生物质成型燃料燃烧设备的热力特性参数打下基础，为研制生物质成型燃料专用燃烧设备提供科学依据。     

生物质颗粒微观成型机理研究

为研究生物质平模成型机的攫取成型机理,将棉花秸秆原料压缩成颗粒,通过场发射扫描电子显微镜对生物质平模成型机的供料区、压紧区、压实区、成型区的原料及压辊磨损前后期成型颗粒的组织进行微观形貌观察研究,对比不同阶段物料的微观形态。结果表明:随着压辊转动,散乱的物料方向变化明显,物料间相互填充,空隙减小。压实区物料主要发生弹性与塑性变形,微观结构被破坏,纤维层与层之间紧密胶合,方向形态基本稳定,以有序的排列进入成型孔。颗粒密度通过成型孔进一步增大,颗粒间结合得更加紧密。压辊磨损后期的成型颗粒纵横方向性较前期的混乱,同时生产效率降低、成型密度减小。研究结果旨在为生物质平模成型机优化设计提供理论参考。     

生物质成型燃料产业研究现状及发展分析

在论述生物质成型燃料特性及适用性的基础上,介绍生物质成型燃料国内产业发展现状及技术水平,分析了成型燃料在中国的技术、市场、项目建设及模式问题,并对生物质成型燃料产业发展提出了建议.     

生物质成型燃料炉具

农作物秸秆、糠渣、谷壳等农林废弃物是宝贵的生物质能资源。生物质成型技术为高效再利用农林废弃物、农作物秸秆等提供了一条很好的途径。文章介绍了一种使用生物质成型燃料的炉具及其设计方法。     

生物质成型燃料技术及应用前景

分析了现国内生物质电厂集中存在的燃料问题,而生物质成型燃料能够解决秸秆运输、储存、防火等问题,具有广阔的发展前景。对比介绍了生物质成型技术,分析生物质成型燃料的燃料特性。结果表明,生物质成型燃料可以改善燃烧特性,燃烬时间长,有利于提高生物质灰熔点。     

生物质颗粒燃料成型条件的研究

分析了在常温条件下生产生物质颗粒燃料的技术条件、设备系统及其实际运行状况;研究了环模压缩比、原料种类和原料含水率等因素对颗粒燃料密度的影响;总结了高密度颗粒燃料在较低能耗情况下的成型条件。该研究工作为生物质颗粒燃料技术的开发及产业化应用奠定了基础。     

生物质秸秆成型工艺的试验研究

以节能降耗、延长设备使用寿命为出发点,以玉米秸秆和小麦秸秆为原料,对生物质秸秆的不同成型工艺进行了系统的成型试验研究,并对各种成型工艺的能耗进行了分析.结果表明:热压成型的效果最佳,在条件允许的情况下应优先选择热压成型工艺.     

生物质挤压过程中的静水压应力

将生物质压缩成型是一个相当复杂的过程,该过程除了受压力、温度的影响之外。还受多种其他因素的影响。利用ANSYS软件对挤压过程进行有限元模拟,分析了静水压应力对材料致密过程的作用,为生物质成型机理的研究提供了可靠依据。     

生物质平模成型过程中力特性与数值模拟分析

应用有限体积元方法对生物质成型过程的力学特性进行分析,建立力学特性模型,并应用ANSYS有限元分析软件,对成型过程进行了数值模拟分析。通过流变特性分析,物料成型过程可分为致密、成型、保型和挤出4个阶段。成型段物料外层和内层等效应力基本相等,等效应变近似线性变化,该阶段物料主要以弹性变形为主。保型段物料应力和应变变化复杂,该段物料发生由弹性变形向塑性变形的演变。挤出段颗粒受到残余内应力作用,内外层物料的应变出现不规则的变化趋势。成型段模孔壁的接触应力最大,且基本保持不变;保型段物料弹性变形减少,接触应力逐渐降低。文章建立的力特性模型和数值模拟试验取得的结果可为成型参数控制和平模设备结构优化提供参考。     

生物质成型螺杆的受力分析

以BIO-15型生物质成型机为例,借鉴单螺杆成型机的固体塞输送理论--Darnell-Mol模型,对成型机进料段、压缩段所受压力进行分析,分别采用线性、指数函数,通过求解功率平衡方程,得出螺槽、前向螺纹面和背向螺纹面的压力分布规律,经功率检验,计算结果基本与实际相符.     

对辊式生物质压块机的设计与试验

现有的生物质成型机多采用开式压缩成型结构,存在能耗高、生产率低和对物料粒度要求严格等问题。文章以降低能耗、提高生产率和增强物料适应性为目标,设计了一种新型对辊式生物质压块机,该压块机通过对辊上相向旋转的椭圆形模具型腔,实现物料的闭式压缩成型。整机采用分体机架三层式结构,通过一级螺旋压缩机、二级增压装置、三级对辊挤压装置组成的组合增压成型系统,可实现对物料的逐级压缩成型。通过脱模力计算,设计了可以提高对辊有效工作面积的椭圆形成型辊模具和增压辊人字形模具,并进行了受力分析。样机试验结果表明,样机的生产率为1 032.6 kg/h,能耗为38.8 k W·h/t、成型率为91.5%,各项指标均达到了农业行业标准(NT/T1882-2010)的要求。     

生物质成型系统一体化和自动化设计

为了实现生物质成型系统一体化和自动化运行、降低能耗、提高产率,对生物质成型设备进行了合理配置和整合。采用控制理论和技术,根据进料量、粉碎量、供热量、出料量、物料含水率等条件变化,对生物质成型设备进行自动化设计。实现了生物质成型燃料系统生产过程连续稳定,提高了设备的集成化水平,减少了人工操作,降低了能耗及生产费用。生物质干燥过程采用生物质热风炉提供热量,实现了能源的自循环利用。一体化和自动化的生物质成型系统燃料生产电耗小于100 kWh/t,人工费不超过100元/t,为生物质的规模化利用提供了较为合理的途径。     

A techno-economic evaluation of biomass briquetting in India

A financial analysis of biomass briquetting technology in India has been undertaken. Simple cost functions for briquetting machines have been developed. Unit cost of briquette production for various types of raw materials and different capacities of briquetting units have been calculated. Role of different factors affecting the cost of production of briquettes have also been analysed.     

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。     

生物质燃烧动力学特性实验研究

采用非等温热重分析法对农作物秸秆燃烧动力学特性进行了研究。提出了秸秆挥发分析出过程的特性参数，建立了反应动力学方程；测算了反映燃烧性能的燃烧特性指数和反映生物质秸秆燃烧放热特性的差热峰面积指标。结果表明：玉米秸秆和小麦秸秆的挥发分初析温度随升温速度的增加而降低，稻秆的挥发分初析温度随升温速度的增加而增加；3种样品的活化能随升温速度的增加而降低；差热峰面积、燃烧特性指数随升温速度的增加而增大。     

Renewable energy from agro-residues in China: Solid biofuels and biomass briquetting technology

China has the abundant agro-residue resources, producing more than 630 million tons of agro-residues in 2006, and amounting to about 20% of total energy consumption in rural areas. Efficient utilization of enormous agro-residues resource is crucial for providing bioenergy, releasing risk of environmental pollution, and increasing farmers’ income. The paper presented the feasibility of densified solid biofuels technology for utilizing agro-residues in China. The output and distribution of agro-residues in recent 10 years, the R&D of briquetting technology, and the market of densified solid biofuels from agro-residues in China have been analyzed. The result indicated that the abundant agro-residue resources can provide the economical and sustainable raw material for densified solid biofuels development in China. The R&D of briquetting technology at present can strongly support the large scale production of densified solid biofuels. With continued improvement and cost reduction of briquetting technology, along with the support of nation energy policy on biomass energy, the market of densified solid biofuels from agro-residues in China will be more fully deployed. Based on the above mentioned key factors, development of densified solid biofuels from agro-residues in China will be promising and feasible.