农作物秸秆成型燃料加工技术分析研究

我国从20世纪80年代中期起开始了成型燃料的开发研究,一方面组织科技攻关,另一方面引进国外先进机型,经消化、吸收,研制出各种类型的适合我国国情的生物质压缩成型机,用以生产棒状、块状或颗粒状生物质成型燃料。     

玉米秸秆致密成型燃料挤压过程有限元分析

致密成型燃料是提高低密度玉米秸秆使用性能的关键手段之一,通过致密成型燃料,可以方便玉米秸秆运输和储存。为此,根据玉米秸秆压缩成型的主要特点,利用ANSYS的结构分析模块对挤压过程进行有限元分析,得到物料在挤压过程中的流动变化规律,揭示玉米秸秆在整个成型过程中应力、应变和摩擦力变化过程,旨在为生物质致密成型机理研究提供理论基础。     

生物质致密成型燃料制造技术研究现状

生物质能源转换方式有生物质气化、生物质固化和生物质液化3种方式,生物质固化后形成生物质致密成型燃料,其主要目的是将低密度的生物质转变为高密度的生物质燃料.为此,综述了生物质致密成型燃料制造技术在国内外的研究现状.同时,介绍了生物质致密成型工艺的研究现状,重点对当前国内外生物质致密成型燃料制造设备的研究和应用状况进行了总结和评述,最后讨论了我国生物质致密成型技术存在的薄弱环节及发展前景.     

秸秆成型燃料系统经济性分析

概述了农作物秸秆成型系统,指出了系统经济性分析的主要费用项目,结合技术经济的主要评价指标,以2万t/a的秸秆成型系统为例,进行了经济效益分析和其敏感性分析。结果表明:秸秆成型系统盈利情况较好,内部收益率大于财务基准收益率,回收期较短;秸秆成型燃料售价是影响系统经济性的最主要因素,成型燃料售价越高,其系统的经济效益越好。但秸秆原料价格对系统经济性的影响很大,秸秆价格增高,系统经济效益降低。     

振动力场作用下生物质致密成型试验台设计

设计了一种能引入振动力场的生物质燃料致密成型试验台,运用三维软件SolidWorks对试验台进行了三维建模及运动仿真,并对主要零部件进行了有限元分析。试验台引入的振动力场包括轴向气压振动和径向超声波振动,用于试验研究振动对生物质致密成型过程的影响,为设计新型原理的高效、低能耗生物质燃料致密成型设备提供基础。     

秸秆成型燃料技术的研究现状与发展趋势

我国每年生产秸秆6亿多t,其中大约0.28亿t用于造纸,1.13亿t用作饲料,1.08亿t还田,3.5亿t用作燃料或就地荒烧。目前收获、打捆、运输、储藏、干燥等环节的加工利用水平都比较低。人们虽然对某些环节进行了研究,但没有进行大面积的推广,尤其是在利用农作物秸秆作为煤的替代燃料方面基本上没有成功的模式,这样就导致了近几年出现的大面积荒烧现象,造成每年数亿吨的生物质能源白白浪费,还造成了大气的严重污染,大大加重了政府工作的负担。社会的需求把科学研究推向了研究的前沿,秸秆成型燃料技术的研究就是为适应这种需求而开展的。     

生物质致密成型技术研究

生物质燃料是将农作物秸杆、木屑、锯末、花生壳、玉米芯、稻壳、树枝、树叶、干草通过压缩成型直接利用的燃料。无任何添加剂和粘结剂。是一种可再生清洁能源。生物质成型燃烧成本较低,经过致密成型后生物质燃料密度和强度都得到提高,便于运输和燃烧。它作为化石能源的补充能源,越来越受到人们关注。     

生物质成型燃料品质影响因素及成型模型研究

生物质成型燃料是煤和天然气优秀的清洁替代能源,其技术的研究得到世界越来越多的关注和重视。在生物质成型过程中,生物质化学成分的含量与其成型质量有着密切关系,不同的生物质由于化学成分含量不同,决定了要采用不同的加工参数才能形成高品质的成型燃料。为此,首先介绍了生物质成型燃料的整个加工过程,并全面分析各主要的加工参数(原料含水量、颗粒粒径、温度和压力)对成型燃料品质的影响。同时,介绍了目前被广泛运用于生物质颗粒成型研究的3个成型模型,为进一步探究不同生物质的成型规律及成型条件,优化最佳加工参数提供理论依据。     

生物质燃料压缩成型技术的研究

介绍生物质燃料压缩成型原理和压缩成型工艺,论述了生物质燃料压缩成型技术的研究意义,综述了国内外研究现状,对常见的几种压缩工艺进行了探讨,最后总结了生物质燃料压缩成型技术的发展前景。     

生物质成型燃料加工技术分析研究

阐述了生物质成型燃料国内外发展现状、生物质成型燃料加工技术与装备的特点与使用对象;重点分析了现有的生物质成型燃料加工技术和装备在实际应用中的优缺点,得出目前我国的生物质固化成型装备在设备的实用性、系列化、规模化上还很不足,距国际先进水平还有不小的差距;这一问题以成型机最为突出,表现在生产率低、成型能耗高、主要工作部件寿命短、机器故障率多、费用高等方面;并依据生物质成型燃料发展趋势,提出目前我国生物质成型燃料加工设备的设计要点为：一是加工设备的原料适应性,二是加工设备的先进性与性价比。     

蜂窝状生物质燃料固化成型有限元分

根据生物质可压缩性以及成型物具有一定硬度等特点,将生物质成型过程看成非线性有限元问题.建立力学模型,利用ANSYS软件分析成型过程中的静水压应力、等效应变以及载荷与形变的关系,提出分段填料压缩可提高成型物的耐久性,采用缓慢压缩和提高物料的软化程度等方法可以防止成型物出现裂纹.     

螺杆挤压式生物质成型机优化设计与试验

在对螺杆挤压式生物质成型机成型物料的受力及运动进行分析的基础上,将整体螺杆分拆为螺杆头和螺杆主体,将成型套筒拆分为成型活套和保型套筒,对成型机螺杆头部的设计参数螺旋体叶片直径D、叶片螺距S、螺旋轴直径d和套筒数据进行优化设计。试验表明,通过更换螺杆头和成型活套能够降低磨损,螺杆头和螺杆主体的使用寿命可达到90h和1000h,提高了生物质成型燃料的生产量,生产效率与原成型机相比提高了66.12kg/h,从而促进生物质成型机的推广应用。     

生物质成型燃料热风炉干燥玉米的试验

采用自行设计的生物质成型燃料热风干燥系统进行了玉米薄层干燥试验,试验证明该热风干燥系统能满足玉米的干燥要求,在相同初含水率和供能情况下,影响干燥速度和干燥质量最显著的因素是风温,其次是风速;玉米种子干燥温度不宜大于60℃,否则由应力造成的玉米种子爆裂现象将超出种子质量要求的范围。     

螺杆挤压式生物质成型机优化设计与试验

在对螺杆挤压式生物质成型机成型物料的受力及运动进行分析的基础上,将整体螺杆分拆为螺杆头和螺杆主体,将成型套筒拆分为成型活套和保型套筒,对成型机螺杆头部的设计参数螺旋体叶片直径D、叶片螺距S、螺旋轴直径d和套筒数据进行优化设计.试验表明,通过更换螺杆头和成型活套能够降低磨损,螺杆头和螺杆主体的使用寿命可达到90 h和1 000 h,提高了生物质成型燃料的生产量,生产效率与原成型机相比提高了66.12 kg/h,从而促进生物质成型机的推广应用.     

蜂窝状生物质燃料活塞式成型机模具优化设计

基于广大农村地区和城镇的生活需要,设计了蜂窝状生物质燃料活塞式成型机。利用ANSYS Workbench1 4.0软件对成型机的模具结构进行建模,并利用响应曲面法对模具结构进行优化设计,确定模具的主要结构尺寸。优化设计结果表明,模具主要结构的设计参数合理,能够满足实际生产的需要,为卸料液压缸及成型机液压系统的设计打下了基础。     

农作物与其剩余物制备纳米纤维素研究进展

简要介绍了农业纤维主要组成成分,从原料种类、制备方法、纳米纤维素的性质及应用4个方面综述了利用农作物及其剩余物制备纳米纤维素的国内外研究进展.深入分析了利用农作物及其剩余物制备纳米纤维素在尺寸表征、表面改性、制备工艺及应用方面存在的主要问题及解决思路,为农作物及其剩余物的高值化应用提供参考.     

秸秆压块过程的试验研究

以9YK-0.4D型环模式压块机模孔的结构参数为依据,自行设计了试验装置,在WDW-10E型微机控制电子式万能试验机上进行压缩试验,并利用电测技术对压块过程中秸秆在模孔内不同位置的受力、变形量和变形恢复量等参数进行测试研究,获得了相应的变化规律。试验结果表明:各次压缩过程的轴向压缩力与压缩量之间呈现指数关系变化;在同一平面上,径向压缩力与压缩量之间也呈现指数关系,且其与轴向压缩力之间呈现线性关系;对于某次压缩过程而言,侧壁压缩力在3个不同压缩平面上的变化范围明显不同;各块状秸秆经过多次压缩后其变形量和变形恢复量几乎为0,功率消耗主要用来克服压块过程中秸秆在模孔内的高压摩擦,而不是其本身的变形所消耗的能量。这对压块机压缩装置的设计和优化具有重要参考价值,对降低压块机的功率消耗和提高压块后的产品质量等也有重要意义。     

玉米秸秆成型块微观结构研究

影响玉米秸秆固化成型的工艺因素包括成型压力、温度及含水率等,成型块的微观结构对其宏观性能具有重要意义。利用电子立体显微镜观察玉米秸秆固化成型后的颗粒物料之间的结合方式和显微形貌,从微观角度研究成型工艺参数与成型块微观结构的关系。结果表明,玉米秸秆成型块颗粒之间主要以机械镶嵌、天然粘结剂粘结的形式结合。在成型压力60~90MPa,物料温度75~100℃,含水率8%~16%的成型条件下,制得的玉米秸秆成型块内部颗粒结合紧密,机械镶嵌作用明显,对应得到的成型块物理品质和力学性能较好。     

对辊柱塞式成型机成型参数优化

为寻求对辊柱塞式成型机锯末制粒时的最优成型参数,探索成型参数对成型结果的影响规律,以锯末含水率、成型模具长径比和主轴转速为试验因素,以成型颗粒密度和成型机生产率为试验指标,基于Design-Expert BBD(Box-Behnken Design)试验设计方法对试验数据进行了处理和分析,建立了试验因素对试验指标的回归方程。结果表明:对辊柱塞式成型机采用锯末为原料制粒时,最优成型参数为:含水率15.5%、成型模具长径比5.3、主轴转速47.25 r/min。在此条件下,成型颗粒密度和成型机生产率分别可达到1.17 g/cm3、75 kg/h;各试验因素对成型颗粒密度的贡献率从大到小依次为:成型模具长径比、主轴转速、含水率,各试验因素对成型机生产率的贡献率从大到小依次为:含水率、成型模具长径比、主轴转速;成型颗粒密度试验值与预测值最大相对误差为0.426%,成型机生产率最大相对误差为2.733%,吻合程度较高。