生物质固体成型燃料热压成型实验研究

以粉碎玉米秸秆为实验对象,利用自行设计压缩模具,采用正交实验法研究预热温度、物料粒度、物料含水率、压缩速度和保压时间对其热压成型的影响,分别得出各因素对成型燃料品质和成型功耗影响的强弱关系;利用综合平衡法对成型条件进行综合分析评价,得出此方式下最优的成型条件为:预热温度100℃、物料粒度3~6 mm、物料含水率15%、压缩速度40 mm/min、保压时间80 s。     

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°。     

生物质颗粒燃料冷成型技术试验研究

对环模生物质颗粒燃料成型机影响成型的各主要因素进行了分析及试验研究,给出不同生物质原料、粒度、含水率、环模孔长径比等因素与颗粒成型率及吨料电耗的关系,找出生物质颗粒燃料的最佳成型条件。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

木屑致密成型燃料微观结构观察与分析

林木生物质在全球生物质储量中占有很大比例,本文以木屑致密成型燃料为研究对象。试验分别对木屑致密成型燃料进行了元素分析、工业分析和燃料组成分析。并在200 kV场发射透射电子显微镜(JEM-2100F)下对木屑致密成型燃料进行观察,分别得到放大倍数为100、500、1 000、2 000倍的微观结构图片。通过对木屑成型燃料的微观结构分析研究能够为生物质成型燃料加工成型设备和燃烧设备的优化设计与改进提供理论基础。