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平板造粒机加工生物质燃料的工作特性分析

生物质能源的利用技术主要是生物质热解气化技术、生物质热解液化技术、沼气技术、生物质固化成型技术等。在?中 ,固化成型技术生产生物质燃料颗粒,可用于工业燃料、电厂、发电、农村居民做饭、取暖等领域,它在瑞典和其他欧洲国家得到了广泛的应用。据统计,2005年,生物质固体燃料的产量在世界范围内已取得突破性进展420万吨。我国生物质固化成型技术研究起步20世纪80时间,生物质螺旋挤出成型、活塞压缩成型和造粒机挤压成型都有一定的突破。扁模造粒机加工生物质颗粒是一种固化成型技术,近年来生物质造粒工业的发展,坚固耐用的平机、原料适应性强的优点逐渐赢得了生产者的青睐,本文讨论了平板造粒机处理生物质颗粒的工作原理,生物质原料的成型机理,介绍并讨论了用平机加工生物质颗粒的工艺和特点。

    平造粒机的工作过程及颗粒形成机理


1.电动机 2.传动箱 3.主轴 4.喂食室5.压辊
6.均匀板 7.平 8.切刀 9.扫描板 10.卸货口
计划1 平造粒机
Figure 1  Flat die pellet mill

    除以执行部分的运动状态,活动辊式平造粒机、动模式、三种双动模辊,后两种常见于小型平造粒机,在较大的模型中,通常采用移动滚子的形式。根据滚筒的形状,它还可分为圆锥辊型和直辊型。计划中介绍了直辊移动辊平造粒机的工作原理1所示:电机通过减速器驱动主轴,主轴传动辊,当磨辊围绕主轴旋转时,它也围绕着磨辊轴旋转。处理颗粒时,生物质原料被送进平机的喂食室,在分配器和刮板的联合作用下,均匀地铺在平上,由主轴驱动的滚子连续地通过材料层,把材料挤进模具孔,模具孔内成形的材料经验、守恒过程,经过一段时间后挤压成圆柱体,旋转刀具切断材料,形成颗粒,这些微粒是由清扫板发出的。


计划2 颗粒形成机理示意计划
Figure 2  The process of pelletization

    生物质原料主要含有纤维素、半纤维素和木质素等,平机各辊之间的成形机理如下(见计划2):在重力作用下,给料区内的物料紧贴在平上,当滚筒向前滚动时,材料进入变形压缩区,在这一点上,由于挤压,,原料颗粒继续进入颗粒之间的间隙,空隙中的空气被排出,粒子之间的相互位置不断更新,粒子之间所有较大的空隙都逐渐被可接近的粒子所占据。继续滚成滚筒,压实原料进入挤压成形区,部分楔形区、所述模具孔的锥孔部分和上半部分属于挤压成形区,在该地区,压力继续增加,颗粒自身的变形和塑性流动,向垂直于最大主应力的方向延伸,继续填补周围较小的空白,由于滚筒和材料之间的摩擦加剧,产生了大量的热量,使木质素在原料中软化,增加粘着,生物质固有的软化木质素与纤维素的结合,使生物质逐渐成形,此时,部分残余应力存储在成形块中,粒子的结合很强,但不是很稳定。成形块在挤压作用下进入模具孔的保形段,这一段消除了不利于形状保持的残余应力,颗粒形状。

    工艺和试验

   计划中给出了扁模机处理生物质颗粒的基本过程3所示,生物质原料粉碎后进入干燥环节。适当水分的材料混合和回火,然后进入平坦的模具机制颗粒。造粒机中的颗粒经过冷却和筛分,得到成品,然后打包或者散装离开工厂。


计划3 生物质燃料造粒工艺
Figure 3  the manufacturing processes of biomass fuel pellets

    生物质造粒的基本过程与生物质造粒的基本过程相似,但是,由于原料的物理性质不同,、成型机的工作原理不同,在具体的过程中仍然存在差异,介绍了平造粒的关键工艺步骤:

    破碎环节,平机械晶粒时间,原料粒度越小,原料粒度越小,粒子间的相互填充越容易、桌子 ,因此,造粒机单位产量的平均能耗越低,造粒机单位产量的平均能耗就越小,平、滚子等易损零件的磨损速度也较慢,颗粒的抗渗性和硬度越高,抗渗性和硬度越高,然而,盲目追求粒度的减小会导致破碎环节的能耗急剧上升,因此,应在满足平造粒机加工要求的前提下进行,使颗粒尺寸尽可能大。事实上,平机的优点之一是能够压制粒度大的原料,相同来说,农作物秸秆等原材料,最大粒径要求小于最大粒径要求2×2×30mm,对于木材材料,,它更严格。

    干燥环节,干燥的主要目的是调节原料的水分含量,使它稳定和统一,适用于造粒机加工,造粒成型过程中,一方面,适当的水分可以传递压路机的压力,另一方面,它可以起到润滑剂的作用,助粒子相互填充,从而促进原材料的成型。但当水分含量太大时,,水很容易在颗粒之间形成隔离层,使得不可能在各层之间紧密结合,挤压颗粒容易膨胀和扩散,不能成形,因此,在加工过程中控制原材料的水分含量显得尤为重要。相同来说,从自然界收集的生物质原料的大部分水分分布在20-40%之间,高到可以到达55%,平板造粒机加工生物质原料时,原料的水分必须在10-14%之间,玉米秸秆是一种含糖量较高的原料,在加工过程中,水分含量可以稍高一些。带式干燥机是传统干燥工艺中常用的一种干燥方式、鼓式干燥机、烘干机和其他设备,然而,我必须承认,这种联系将耗费大量的精力。作者认为,目前,太阳能干燥技术已经比较成熟,利用装有旋转和抛撒设备的太阳能温室除湿生物质原料是可能的,相同生物质原料干燥,温度必须是低的,关于 40-70℃之间,这与太阳能利用领域的低温利用是一致的,与传统干燥工艺相比,可以节省很多常规能源,减少固定投资,经济效益显著。

    造粒环节,干燥物料进入造粒环节,你不能用条件反射,直接处理。条件制造商可以选择自动控制系统和模具辊缝自动调整装置。自动控制系统根据主电流的变化对进给电机的变频器进行调节,可实时调整进料量,这样可以有效地避免机器堵塞的发生。模具辊间隙自动调整装置可以采集模具辊的间隙数据,通过反馈、与控制液压系统的对比,使差距与设定值一致,并可随时在生产过程中改变。去 ,启动阶段,磨辊之间的间隙应尽可能小,这减少了起动扭矩,减少电动机负荷。进入稳定工作状态后,磨辊之间的间隙应该稍微大一点,这增加了压缩行程,来获得坚硬光滑的粒子。您可以将时间间隔的设置输入到控制系统中,启动后,本机可自动调整模具辊的间隙。滚筒和平都很容易磨损,需要定期更换,滚筒的使用时间可以再长一点,但最好用平代替。相同,平可以工作800-2000小时不等,这取决于零件的材料和加工过程。 (总编辑:wzxny)