Koska biomassassa on vähemmän haitallisia aineita, kuten tuhkaa, typpeä ja rikkiä, verrattuna mineraalienergiaan, sillä on suuret varastot, hyvä hiiliaktiivisuus, helppo syttyminen ja korkea haihtuva ainesosa.Siksi biomassa on erittäin ihanteellinen energiapolttoaine ja soveltuu erittäin hyvin polton muuntamiseen ja hyödyntämiseen.Biomassan polton jälkeinen jäännöstuhka sisältää runsaasti kasvien tarvitsemia ravinteita, kuten fosforia, kalsiumia, kaliumia ja magnesiumia, joten sitä voidaan käyttää lannoitteena pellolle palautettaessa.Biomassaenergian valtavat luonnonvaravarat ja ainutlaatuiset uusiutuvat edut huomioon ottaen maat ympäri maailmaa pitävät sitä tällä hetkellä tärkeänä valintana kansallisessa uuden energian kehittämisessä.Kiinan kansallinen kehitys- ja uudistuskomissio on selkeästi todennut oljen kokonaisvaltaisen käytön täytäntöönpanosuunnitelmassa 12. viisivuotissuunnitelman aikana, että oljen kokonaiskäyttöaste nousee 75 prosenttiin vuoteen 2013 mennessä ja pyrkii ylittämään 80 prosenttia vuoteen 2013 mennessä. 2015.
Biomassaenergian muuntamisesta korkealaatuiseksi, puhtaaksi ja käteväksi energiaksi on tullut kiireellinen ongelma, joka on ratkaistava.Biomassan tiivistystekniikka on yksi tehokkaista tavoista parantaa biomassan energianpolton tehokkuutta ja helpottaa kuljetusta.Tällä hetkellä koti- ja ulkomaisilla markkinoilla on neljä yleistä tiheän muovauslaitteiston tyyppiä: spiraalipuristushiukkaskone, mäntäleimauskone, litteä muottihiukkaskone ja rengasmuottihiukkaskone.Niistä rengasmuottipellettikonetta käytetään laajalti sen ominaisuuksien vuoksi, kuten lämmitystarve käytön aikana, laajat vaatimukset raaka-aineen kosteuspitoisuudelle (10–30 %), suuri yhden koneen teho, korkea puristustiheys ja hyvä muodostava vaikutus.Tämän tyyppisillä pellettikoneilla on kuitenkin yleensä haittoja, kuten helppo muotin kuluminen, lyhyt käyttöikä, korkeat ylläpitokustannukset ja hankala vaihto.Vastauksena yllä oleviin rengasmuottipellettikoneen puutteisiin kirjoittaja on tehnyt aivan uuden parannussuunnitelman muovausmuotin rakenteeseen ja suunnitellut sarjatyyppisen muovausmuotin, jolla on pitkä käyttöikä, alhaiset ylläpitokustannukset ja kätevä huolto.Sillä välin tämä artikkeli suoritti muovausmuotin mekaanisen analyysin sen työprosessin aikana.
1. Rengasmuottirakeistimen muovausmuottirakenteen parannussuunnittelu
1.1 Johdatus ekstruusiomuovausprosessiin:Rengassuulakepellettikone voidaan jakaa kahteen tyyppiin: pysty- ja vaakasuoraan, rengasmuotin asennosta riippuen;Liikemuodon mukaan se voidaan jakaa kahteen eri liikemuotoon: aktiivinen puristustela kiinteällä rengasmuotilla ja aktiivinen puristustela, jossa on käytettävä rengasmuotti.Tämä parannettu rakenne on pääasiassa suunnattu rengasmuottihiukkaskoneeseen, jossa on aktiivinen puristustela ja kiinteä rengasmuotti liikemuodona.Se koostuu pääasiassa kahdesta osasta: kuljetusmekanismista ja rengasmuottihiukkasmekanismista.Rengasmuotti ja painetela ovat rengasmuottipellettikoneen kaksi ydinkomponenttia, ja rengasmuotin ympärille on jaettu monia muottireikiä, ja painetela on asennettu rengasmuotin sisään.Puristustela on kytketty voimansiirron karaan, ja rengasmuotti on asennettu kiinteään kannattimeen.Kun kara pyörii, se käyttää painerullaa pyörimään.Toimintaperiaate: Ensinnäkin kuljetusmekanismi kuljettaa murskatun biomassamateriaalin tiettyyn hiukkaskokoon (3-5mm) puristuskammioon.Sitten moottori käyttää pääakselia saadakseen painetelan pyörimään, ja painerulla liikkuu vakionopeudella jakaakseen materiaalin tasaisesti puristustelan ja rengasmuotin väliin, jolloin rengasmuotti puristuu kokoon ja kitkaa materiaalin kanssa. , painetela materiaalin kanssa ja materiaali materiaalin kanssa.Kitkan puristusprosessin aikana materiaalissa oleva selluloosa ja hemiselluloosa yhdistyvät keskenään.Samalla kitkan puristamisesta syntyvä lämpö pehmentää ligniinin luonnolliseksi sideaineeksi, jolloin selluloosa, hemiselluloosa ja muut komponentit sitoutuvat tiiviimmin toisiinsa.Biomassamateriaalien jatkuvalla täytöllä puristukselle ja kitkalle altistuvan materiaalin määrä muottirei'issä kasvaa edelleen.Samalla biomassan välinen puristusvoima jatkaa kasvuaan ja se tiivistyy ja muodostuu jatkuvasti muovausreiässä.Kun suulakepuristuspaine on suurempi kuin kitkavoima, biomassaa puristetaan jatkuvasti rengasmuotin ympärillä olevista muovausrei'istä, jolloin muodostuu biomassamuovauspolttoainetta, jonka muottitiheys on noin 1 g/Cm3.
1.2 Muottien kuluminen:Pellettikoneen yhden koneen tuotto on suuri, suhteellisen korkea automaatioaste ja vahva sopeutumiskyky raaka-aineisiin.Sitä voidaan käyttää laajasti erilaisten biomassaraaka-aineiden prosessoinnissa, joka soveltuu biomassan tiheiden muovauspolttoaineiden laajamittaiseen tuotantoon ja täyttää biomassan tiheiden muovauspolttoaineiden teollistumisen kehitysvaatimukset tulevaisuudessa.Siksi rengasmuottipellettikonetta käytetään laajalti.Koska prosessoidussa biomassamateriaalissa voi olla pieniä määriä hiekkaa ja muita ei-biomassasta epäpuhtauksia, se aiheuttaa erittäin todennäköisesti merkittävää kulumista ja repeytymistä pellettikoneen rengasmuottiin.Rengasmuotin käyttöikä lasketaan tuotantokapasiteetin perusteella.Tällä hetkellä rengasmuotin käyttöikä Kiinassa on vain 100-1000t.
Rengasmuotin vaurioituminen tapahtuu pääasiassa seuraavissa neljässä ilmiössä: ① Rengasmuotin toimiessa jonkin aikaa, muovausmuotin reiän sisäseinä kuluu ja aukko kasvaa, mikä johtaa muodostuneen polttoaineen merkittävään muodonmuutokseen;② Rengasmuotin muottireiän syöttökaltevuus on kulunut, mikä johtaa muotin reikään puristetun biomassamateriaalin määrän vähenemiseen, ekstruusiopaineen laskuun ja muovausmuotin reiän helpon tukkeutumiseen, mikä johtaa rengasmuotin vika (kuva 2);③ Kun sisäseinä materiaalit ja jyrkästi vähentää vastuuvapauden määrää (kuva 3);
④ Rengasmuotin sisäreiän kulumisen jälkeen seinämän paksuus vierekkäisten muottikappaleiden L välillä ohenee, mikä johtaa rengasmuotin rakenteellisen lujuuden heikkenemiseen.Halkeamia esiintyy alttiimmin vaarallisimmassa osassa, ja halkeamien jatkuessa laajenee, ilmaantuu rengasmuottien murtuminen.Pääsyy rengasmuotin helppoon kulumiseen ja lyhyeen käyttöikään on muovausrengasmuotin kohtuuton rakenne (rengasmuotti on integroitu muotin reikiin).Näiden kahden integroitu rakenne on altis tällaisille tuloksille: joskus kun vain muutama rengasmuotin muottireikä on kulunut eivätkä ne voi toimia, koko rengasmuotti on vaihdettava, mikä ei vain haittaa vaihtotyötä, mutta aiheuttaa myös suurta taloudellista hukkaa ja lisää ylläpitokustannuksia.
1.3 Muovausmuotin rakenneparannussuunnitteluPellettikoneen rengasmuotin käyttöiän pidentämiseksi, kulumisen vähentämiseksi, vaihdon helpottamiseksi ja ylläpitokustannusten pienentämiseksi on tarpeen suorittaa rengasmuotin rakenteeseen upouusi parannussuunnittelu.Suunnittelussa käytettiin upotettua muovausmuottia ja paranneltu puristuskammion rakenne on esitetty kuvassa 4. Kuvassa 5 on poikkileikkauskuva parannetusta muottimuotista.
Tämä parannettu rakenne on suunnattu pääasiassa rengasmuottihiukkaskoneeseen, jossa on aktiivinen puristustela ja kiinteä rengasmuotti.Alempi rengasmuotti on kiinnitetty runkoon, ja kaksi puristusrullaa on kytketty pääakseliin liitoslevyn kautta.Muovausmuotti upotetaan alempaan rengasmuottiin (käyttäen häiriösovitusta), ja ylempi rengasmuotti kiinnitetään alempaan rengasmuottiin pulteilla ja puristetaan muovausmuottiin.Samaan aikaan, jotta muovausmuotti ei pomppiisi voimasta sen jälkeen, kun puristusrulla on kiertynyt ja liikkunut säteittäisesti rengasmuottia pitkin, käytetään upotettuja ruuveja muovausmuotin kiinnittämiseksi vastaavasti ylempään ja alempaan rengasmuottiin.Vähentääksesi materiaalin vastustusta reikään ja tehdäksesi siitä helpompaa päästä muotin reikään.Suunnitellun muovausmuotin syöttöreiän kartiokulma on 60° - 120°.
Muovausmuotin parannetulla rakennesuunnittelulla on monijaksoisuus ja pitkä käyttöikä.Kun hiukkaskone toimii jonkin aikaa, kitkahäviö aiheuttaa muovausmuotin aukon suurentumisen ja passivoitumisen.Kun kulunut muovausmuotti poistetaan ja laajennetaan, sitä voidaan käyttää muiden muovaushiukkasten spesifikaatioiden valmistukseen.Tällä voidaan saavuttaa muottien uudelleenkäyttö ja säästää ylläpito- ja vaihtokustannuksia.
Granulaattorin käyttöiän pidentämiseksi ja tuotantokustannusten alentamiseksi painetela käyttää korkeahiilistä korkeamangaaniterästä, jolla on hyvä kulutuskestävyys, kuten 65Mn.Muovausmuotin tulee olla seostettua hiiletystä teräksestä tai vähähiilisestä nikkelikromiseoksesta, joka sisältää esimerkiksi Cr:a, Mn:a, Ti:tä jne. Puristuskammion parantumisen ansiosta ylemmän ja alemman renkaan muotin aikana kokema kitkavoima toiminta on suhteellisen pieni muovausmuottiin verrattuna.Siksi tavallista hiiliterästä, kuten 45-terästä, voidaan käyttää puristuskammion materiaalina.Perinteisiin integroituihin muovausrengasmuotteihin verrattuna se voi vähentää kalliin seosteräksen käyttöä, mikä alentaa tuotantokustannuksia.
2. Rengasmuottipellettikoneen muovausmuotin mekaaninen analyysi muovausmuotin työprosessin aikana.
Muovausprosessin aikana materiaalissa oleva ligniini pehmentyy täysin muovausmuotissa syntyvän korkean paineen ja korkean lämpötilan ympäristön vuoksi.Kun suulakepuristuspaine ei kasva, materiaali pehmitetään.Materiaali virtaa hyvin pehmityksen jälkeen, joten pituus voidaan asettaa arvoon d.Muovausmuottia pidetään paineastiana, ja muovausmuottiin kohdistuva rasitus yksinkertaistuu.
Yllä olevan mekaanisen laskenta-analyysin avulla voidaan päätellä, että paineen saamiseksi missä tahansa kohdassa muovausmuotin sisällä, on tarpeen määrittää kehäjännitys kyseisessä kohdassa muovausmuotin sisällä.Sitten voidaan laskea kitkavoima ja paine kyseisessä paikassa.
3. Johtopäätös
Tässä artikkelissa ehdotetaan uutta rakenteellista parannussuunnitelmaa rengasmuottipelletointilaitteen muovausmuottiin.Upotettujen muovausmuottien käyttö voi tehokkaasti vähentää muotin kulumista, pidentää muotin käyttöikää, helpottaa vaihtoa ja huoltoa sekä vähentää tuotantokustannuksia.Samaan aikaan muovausmuotille sen työskentelyn aikana tehtiin mekaaninen analyysi, joka antoi teoreettisen pohjan jatkotutkimukselle.
Postitusaika: 22.2.2024