秸秆多级连续冷辊压成型参数优化与试验

为得到秸秆多级辊压成型机压缩较低含水率玉米秸秆时的最优成型参数,探索成型参数对成型结果的影响规律,基于Design-Expert BBD（Box-Behnken Design）试验设计方法及原理,以玉米秸秆含水率、玉米秸秆破碎长度和成型机末级辊转速为试验因素,以成型块回弹率、密度和成型能耗为试验指标,采用三因素三水平响应面分析方法,分别建立了各因素与成型块回弹率、密度、成型能耗之间的数学模型,并分析了各因素显著交互作用对试验指标的影响规律。结果表明：成型机在压缩玉米秸秆时,各试验因素对成型块回弹率的贡献率从大到小依次为：末级辊转速、破碎长度、含水率;各试验因素对成型块密度的贡献率从大到小依次为：破碎长度、末级辊转速、含水率;各试验因素对成型能耗的贡献率从大到小依次为：末级辊转速、破碎长度、含水率。在末级辊转速为1.07r/min,含水率为21.5%~25.0%,破碎长度为64~108mm时,可获得成型块回弹率小于7.0%,成型块密度大于350kg/m3,成型能耗小于16.0kW·h/t;参数优化得到最优成型参数为：含水率24.26%、破碎长度73.25mm、末级辊转速1.07r/min,此时成型块回弹率为6.32%,成型块密度为375.6kg/m3,成型能耗为15.89kW·h/t。 研究结果可为秸秆多级连续冷辊压成型提供理论依据和技术支撑。     

环模旋转秸秆成型机的结构设计与试验研究

本试验采用自主研制的环模旋转秸秆成型机,进行了秸秆成型块加工的试验研究。通过分析秸秆含水率与成型块密度、生产率、成型率和单位能耗的关系,找出了环模旋转秸秆成型机适合秸秆成型的环模转速、成型腔长度和秸秆含水率的范围,并分析了秸秆成型块的直接生产成本。     

秸秆多级连续冷辊压成型试验研究

为了研究秸秆多级连续冷辊压成型方法的可行性，设计并试制了样机，采用正交试验方法，以玉米秸秆含水率、秸秆破碎方式、破碎长度、喂料方式为试验因素，以成型块回弹率、密度、坚实度为试验指标，进行了四因素三水平正交试验研究，研究试验因素对试验指标的影响。试验表明，交叉铆固的喂料方式最能限制成型块的回弹；成型块密度主要受破碎方式的影响，受破碎长度的影响较小；成型块坚实度主要受破碎方式的影响，受含水率的影响较小。通过综合分析确定该成型机的较优成型参数为：秸秆含水率20%，破碎方式为揉搓破碎，破碎长度80mm，喂料方式为交叉铆固。在较优成型参数下进行试验，测试秸秆多级辊压成型机的性能指标，结果表明，该成型机生产的玉米秸秆成型块的回弹率为7.26%，成型密度为363.28kg/m3，坚实度为90.23%。本研究可为生物质常温致密成型技术及其设备的研发提供参考。     

水稻秸秆压块成型工艺参数试验优化

田间移除秸秆可以减轻水稻重金属超标的问题,水稻秸秆压块成型可以为田间快速移除秸秆提供有利条件,因此对水稻秸秆快速压块成型设备关键部件和液压系统进行设计选型。选取压块成型过程中素秸秆长度、含水率、批次装填量等主要影响因素,以压缩块成型效果和密度为指标进行单因素试验,并在该基础上选取合适的作业范围进行多因素试验,极差分析和方差分析得到最优组合为稻秸秆含水率25%、切碎长度25 mm、批次装填量30 kg,对应稻秸秆压块成型密度为0.77 g/cm~3,压块成型效果最佳。     

秸秆类生物质压力成型过程影响因素研究

以秸秆类生物质作为原料,采用压力成型设备,试验研究原料在成型过程中含水率、成型压力与原料粒度等因素对成型效果的影响。结果表明:含水率、成型压力与原料粒度等因素不仅影响成型产品的最终密度的大小,而且影响成型产品最终的成型效果,直接决定了成型产品的品质。经过综合分析可知:秸秆类生物质通过控制含水率在15%左右、粒径范围为0~20mm、成型压力控制为15~25MPa时,可以使成型产品的成型密度与成型效果达到最优值,为秸秆类生物质成型提供最佳的工艺参数。     

粉碎玉米秸秆压缩特性试验研究

粉碎玉米秸秆的压缩特性对玉米秸秆饲料化工艺的优化和设备的研制有着重要的影响。为此,利用万能材料试验机结合自制压缩装置,对不同筛网粉碎后的玉米秸秆(品种:SC704)进行压缩试验,深入研究含水率、粉碎粒度、压缩速度对粉碎玉米秸秆压缩特性的综合影响。根据二次回归通用旋转组合设计原理设计试验方案,通过试验分析建立了最大压缩力与含水率、粉碎粒度、压缩速度之间的回归模型。试验结果表明:当粉碎玉米秸秆压缩至300kg/m^3时,含水率对粉碎玉米秸秆可压缩性影响极显著,粉碎粒度及压缩速度对粉碎玉米秸秆可压缩性影响显著;最大压缩力随含水率的增大而减小、随粉碎粒度的增大而增大、随压缩速度的增大而增大。     

秸秆多级辊压成型原理与装置设计

基于不封闭状态下的秸秆辊压成型原理及理论,提出了多级辊压秸秆冷成型技术方案。进行了秸秆多级辊压成型关键性能参数和技术可行性试验研究,以不同含水率9%~23%、粒度0~12mm的玉米秸秆为对象,研究在不封闭状态下秸秆物料的压缩成型特性,发现压缩过程存在屈服现象,压缩过程可划分为松散、压紧、屈服和成型4个阶段,在一定粒度下,秸秆物料的压缩屈服极限随着含水率的增加而减小;测试含水率9%的秸秆在不同压缩阶段的秸秆成型块厚度且计算各级压缩比,验证了不封闭状态下的秸秆辊压成型原理可行且为秸秆多级辊压成型装置提供设计依据。最后,依据秸秆多级辊压秸秆成型原理及秸秆物料压缩过程,设计多级辊压秸秆成型装置,以满足生物质秸秆成型的产地高效工业化生产技术要求。     

饲草含水率对压块成形的影响

在机具一定的情况下,以乌梁素海生长的水草为压块物料,进行饲草压块成形试验,着重研究饲草的含水率对草块成形情况、草块密度、生产率的影响。试验结果表明:饲草含水率对压块成形的影响可分为3个区段:不成形区段(含水率小于20%或大于60%)、冷压成形区段(含水率为43%～60%)、热压成形区段(含水率为20%～43%)。初步确定适于水草压块的最佳含水率为38%左右。本试验为水(饲草)压块成形和实现商品化生产提供了理论依据,同时对发挥资源优势、保护生态环境有着重大的意义。     

平模机制备生物质成型燃料的试验研究

以玉米秸秆、稻秆为原料,在平模生物质成型机上进行了制备试验。分析了含水率、原料粒度、喂入量对成型率、成型密度、生产率及能耗的影响。结果表明:该设备的可靠性不高,适合加工的含水率范围很窄;原料的粒度小,成型效果好、密度大、能耗低、产量大、成型率高;随喂入量增大,成型率先增大后减小,成型密度先增大后基本不变,电机功率上升;设备结构及加工关键技术有待改进和进一步研究。     

中药渣类生物质液压成型影响因素分析

以感冒清热颗粒中药渣为原料,采用液压成型机实验平台,试验研究原料含水率、原料粒度等因素对成型特性和吨能耗的影响。结果表明:松弛密度、抗跌碎性随原料含水率的增加呈现先增大后减小的变化趋势,成型吨能耗随着含水率的增加逐渐降低;随着原料粒度的不断增大,松弛密度不断减小,吨能耗不断上升,抗跌碎性呈现先升高后降低的变化趋势。经过综合分析可知:当含水率在12%~14%、粒度在2~5mm范围内时,中药渣容易压缩成型,成型块的抗跌碎性大于95%,松弛密度在1 g/cm3以上,生产过程中所需能耗较低。