20世紀30年代,美國開始研究壓縮燃料成型技術,並研製了螺旋秸稈壓塊機。在溫度為250~350℃和壓力為10MPa的條件下。能把木屑和刨花等生物質壓縮成生物質塊狀顆粒燃料,如下圖所示:
20世紀50年代,日本從國外引進了成型技術。並進行了改進。發展成本國的壓縮成型燃料工業體係:從80年代開始,日本對生物質壓縮成型燃料進行了探討,對壓縮過程中的動力消耗、秸稈壓塊機環模的結構與尺寸、原料的含水率、壓縮成型溫度、壓力以及原料顆粒大小等進行了試驗研究。進一步改進了壓縮成型燃料技術,使其更加實用化。
我國生物質固化成型技術研發始於20世紀80年代末期,起步較晚。已研製成功的螺旋秸稈壓塊機存在著單位產品能耗高,生產率相對較低(一般為100~200Kg/h)等(deng)問(wen)題(ti),不(bu)適(shi)應(ying)大(da)規(gui)模(mo)工(gong)業(ye)化(hua)生(sheng)產(chan)。為(wei)使(shi)這(zhe)項(xiang)技(ji)術(shu)能(neng)夠(gou)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)工(gong)業(ye)化(hua)生(sheng)產(chan)中(zhong)。在(zai)小(xiao)型(xing)生(sheng)物(wu)質(zhi)固(gu)化(hua)成(cheng)型(xing)機(ji)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)進(jin)行(xing)改(gai)進(jin)工(gong)作(zuo)。成(cheng)功(gong)地(di)研(yan)製(zhi)了(le)大(da)型(xing)螺(luo)旋(xuan)秸(jie)稈(gan)壓(ya)塊(kuai)機(ji)。並(bing)應(ying)用(yong)到(dao)生(sheng)產(chan)實(shi)踐(jian)中(zhong)。其(qi)中(zhong)在(zai)這(zhe)麼(me)長(chang)時(shi)間(jian)的(de)發(fa)展(zhan)中(zhong),富(fu)通(tong)新(xin)能(neng)源(yuan)經(jing)過(guo)研(yan)究(jiu),設(she)計(ji)開(kai)發(fa)了(le)新(xin)型(xing)秸(jie)稈(gan)壓(ya)塊(kuai)機(ji),其(qi)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)為(wei)1.3~1.8噸每小時,其結構圖如下所示:
二、基本結構和參數螺旋壓塊機基本結構
大型螺旋秸稈壓塊機的基本結構:電機、傳動部件、進料機構、螺杆、成型套筒和電熱控製等部該成型機主要參數如下:
電機功率:37 kW;
電熱功率8 kW;
主軸轉數740 r/min;
外形尺寸(長×寬×高)為2200 mmx550 mmx1300mm。
三、性能和試驗
(1)產量試驗
提高主軸轉速和增加擠出直徑是提高設備生產能力的主要措施。經過計算與試驗.將成型機的主軸轉速由小型機的285 r/min提高到740 r/rain:螺杆的外徑由62 mm增加到90 mm。螺杆的內徑也相應由30mm增加到55 am.成型套筒的內徑由50 mm增加到66 mln。經過改進後。設備的生產能力大大提高,其產量是小型機產量的4.31倍。經過生產試驗表明,設備生產能力達到485~620 kg/h。
秸稈壓塊機生產能力實驗
表1是以鋸末為原料的產能數據。
(2)單位產量能耗試驗
影響單位產量能耗的因素有2個:一個是電機功率大小,另一個是電加熱功率的大小。電機功率是由生物質成型壓力及主軸轉速決定的,生物質熱成型壓力一般在10~20 MPa。在zai設she計ji中zhong。通tong過guo適shi當dang地di調tiao整zheng螺luo杆gan與yu成cheng型xing套tao筒tong的de間jian隙xi及ji成cheng型xing套tao筒tong的de錐zhui角jiao,既ji能neng使shi生sheng物wu質zhi機ji製zhi棒bang密mi度du達da到dao要yao求qiu。又you降jiang低di能neng耗hao,即ji選xuan擇ze了le一yi個ge最zui佳jia區qu域yu。表biao2是設備能耗的測試結果.生產原料為鋸末。原料含水率為5%~8%。
秸稈壓塊機生產能耗分析
表3大小機型的單位產量能耗的比較。從表中數據可知,大型設備的單產能耗比小型設備低得多.大型機比小型機的單位產量能耗減少了52%。
大小型的秸稈壓塊機能耗比較
(3)對原料適應能力的試驗一般的小型機隻適應於木屑、稻(dao)殼(ke)等(deng)堆(dui)比(bi)重(zhong)相(xiang)對(dui)較(jiao)大(da)的(de)原(yuan)料(liao),而(er)對(dui)於(yu)粉(fen)碎(sui)的(de)玉(yu)米(mi)秸(jie)稈(gan)之(zhi)類(lei)的(de)堆(dui)比(bi)重(zhong)很(hen)小(xiao)的(de)原(yuan)料(liao)。其(qi)產(chan)量(liang)就(jiu)很(hen)難(nan)達(da)到(dao)設(she)計(ji)要(yao)求(qiu)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)在(zai)進(jin)料(liao)時(shi)這(zhe)類(lei)原(yuan)料(liao)容(rong)易(yi)出(chu)現(xian)“架橋”現象,使進人成型套筒的原料數量大大減少。導致設備的產量大大降低。為解決這一問題.在大型機的進料區域增加了一個攪拌裝置.這樣可以有效地解決原料“架橋”問題,使其對多種生物質原料都是適應的,產量都是比較穩定的。
秸稈壓塊機應對不同的原料的生產能力
三、2種機型在規模化生產線中的應用比較
一條年產3 000 t(日產量10 t)機製木炭的生產線,需小型機14台(2台備用)或大型機4台(1台備用)。表5是應用2種機型的設備投資及用能情況的比較。由表5shujukezhi,yingyongdaxingjideshengchanxiandetouzilvegaoyuxiaoxingjishengchanxiandetouzi。danshi,shengchanxianyunxinghou。daxingjijienengxiaoguomingxian。daxingjideyunxingfeiyongdadadiyuxiaoxingjideyunxingfeiyong,annianyunxing300 d計算。年節省電費77.4萬元。
不同形式的秸稈壓塊機在規模生產下的比較
五、結論
大型螺旋式秸稈壓塊機具有產量大、能耗低、原料種類適應能力強、運yun行xing費fei用yong低di的de優you點dian,特te別bie適shi於yu在zai大da規gui模mo工gong業ye化hua生sheng產chan中zhong應ying用yong。在zai能neng源yuan日ri益yi緊jin缺que的de當dang前qian。大da型xing秸jie稈gan壓ya塊kuai機ji的de研yan製zhi成cheng功gong,為wei生sheng物wu質zhi成cheng型xing燃ran料liao的de規gui模mo化hua生sheng產chan提ti供gong了le設she備bei保bao障zhang,對dui於yu生sheng物wu質zhi固gu化hua成cheng型xing燃ran料liao技ji術shu的de推tui廣guang應ying用yong具ju有you重zhong大da作zuo用yong。
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