Због мање штетних материја као што су пепео, азот и сумпор у биомаси у поређењу са минералном енергијом, има карактеристике великих резерви, добре активности угљеника, лаког паљења и високе испарљиве компоненте. Због тога је биомаса веома идеално енергетско гориво и веома је погодна за конверзију сагоревања и коришћење. Заостали пепео након сагоревања биомасе богат је хранљивим материјама потребним биљкама као што су фосфор, калцијум, калијум и магнезијум, па се може користити као ђубриво за враћање у поље. С обзиром на огромне резерве ресурса и јединствене обновљиве предности енергије биомасе, она се тренутно сматра важним избором за национални развој нове енергије од стране земаља широм света. Национална комисија за развој и реформу Кине јасно је навела у „Плану имплементације за свеобухватно коришћење сламе током 12. петогодишњег плана“ да ће свеобухватна стопа искоришћења сламе достићи 75% до 2013. године и настојати да премаши 80% до 2013. 2015.
Како претворити енергију биомасе у висококвалитетну, чисту и погодну енергију постао је хитан проблем који треба решити. Технологија згушњавања биомасе је један од ефикасних начина да се побољша ефикасност спаљивања енергије биомасе и олакша транспорт. Тренутно постоје четири уобичајена типа опреме за густо формирање на домаћем и иностраном тржишту: машина за спирално екструзију честица, машина за клипно штанцање честица, машина за равне честице калупа и машина за честице за прстенасте калупе. Међу њима, машина за пелетирање се широко користи због својих карактеристика као што су нема потребе за грејањем током рада, широки захтеви за садржај влаге у сировом материјалу (10% до 30%), велики излаз једне машине, висока густина компресије и добра формирајући ефекат. Међутим, ове врсте машина за пелет углавном имају недостатке као што су лако хабање калупа, кратак радни век, високи трошкови одржавања и незгодна замена. Као одговор на горе наведене недостатке машине за пелетирање прстенастог калупа, аутор је направио потпуно нови дизајн за побољшање структуре калупа за формирање и дизајнирао калуп за формирање сета са дугим веком трајања, ниским трошковима одржавања и практичним одржавањем. У међувремену, овај чланак је спровео механичку анализу калупа за формирање током његовог радног процеса.
1. Побољшање дизајна структуре калупа за формирање калупа за гранулацију прстенастог калупа
1.1 Увод у процес формирања екструзијом:Машина за пелетирање прстенастих калупа може се поделити на два типа: вертикална и хоризонтална, у зависности од положаја прстенастог калупа; Према облику кретања, може се поделити на два различита облика кретања: активни ваљак за пресовање са фиксним прстенастим калупом и активни ваљак за пресовање са погонским прстенастим калупом. Овај побољшани дизајн је углавном усмерен на машину за прстенасте калупе за честице са активним притисним ваљком и фиксним прстенастим калупом као обликом кретања. Углавном се састоји од два дела: механизма за транспорт и механизма за честице прстенастог калупа. Прстенасти калуп и притисни ваљак су две основне компоненте машине за пелетирање прстенастог калупа, са многим рупама за формирање калупа распоређеним око прстенастог калупа, а притисни ваљак је инсталиран унутар прстенастог калупа. Притисни ваљак је повезан са вретеном преноса, а прстенасти калуп је постављен на фиксни носач. Када се вретено окреће, покреће потисни ваљак да се окреће. Принцип рада: Прво, транспортни механизам транспортује дробљени материјал биомасе у одређену величину честица (3-5 мм) у комору за компресију. Затим, мотор покреће главну осовину да покреће потисни ваљак да се окреће, а потисни ваљак се креће константном брзином да равномерно распрши материјал између потисног ваљка и прстенастог калупа, узрокујући сабијање прстенастог калупа и трење са материјалом. , притисни ваљак са материјалом и материјал са материјалом. Током процеса трења стискања, целулоза и хемицелулоза у материјалу се међусобно комбинују. У исто време, топлота настала трењем стискања омекшава лигнин у природно везиво, што чини целулозу, хемицелулозу и друге компоненте чвршће повезане заједно. Са континуираним пуњењем материјала биомасе, количина материјала подвргнутог компресији и трењу у формирајућим рупама калупа наставља да расте. Истовремено, сила стискања између биомасе наставља да расте, а она се непрекидно згушњава и формира у отвору за обликовање. Када је притисак екструзије већи од силе трења, биомаса се континуирано екструдира из калупних рупа око прстенастог калупа, формирајући гориво за калупљење биомасе са густином калупа од око 1г/Цм3.
1.2 Хабање калупа за формирање:Јединствена снага машине за пелет је велика, са релативно високим степеном аутоматизације и јаком прилагодљивошћу сировинама. Може се широко користити за прераду различитих сировина биомасе, погодних за производњу великих количина горива за формирање густе биомасе и испуњавање развојних захтева индустријализације горива за формирање густе биомасе у будућности. Због тога се машина за пелете за прстенасте калупе широко користи. Због могућег присуства малих количина песка и других нечистоћа које нису биомасе у обрађеном материјалу биомасе, постоји велика вероватноћа да ће изазвати значајно хабање прстенастог калупа машине за пелет. Век трајања прстенастог калупа се израчунава на основу производног капацитета. Тренутно, животни век калупа за прстенове у Кини је само 100-1000т.
Отказивање прстенастог калупа се углавном дешава у следећа четири феномена: ① Након што прстенасти калуп ради одређено време, унутрашњи зид отвора калупа за формирање се истроши и отвор се повећава, што резултира значајном деформацијом произведеног горива; ② Нагиб довода отвора за формирање калупа за калупе је истрошен, што доводи до смањења количине материјала биомасе истиснутог у отвор за калупљење, смањења притиска екструзије и лаког блокирања отвора за формирање калупа, што доводи до квар прстенастог калупа (слика 2); ③ После унутрашњег зида материјала и нагло смањује количину пражњења (слика 3);
④ Након хабања унутрашње рупе прстенастог калупа, дебљина зида између суседних делова калупа Л постаје тања, што доводи до смањења структурне чврстоће прстенастог калупа. Пукотине су склоне настанку на најопаснијем делу, а како се пукотине настављају ширити, јавља се феномен лома калупа. Главни разлог за лако хабање и кратак век трајања прстенастог калупа је неразумна структура калупа за формирање прстена (прстенасти калуп је интегрисан са рупама калупа за формирање). Интегрисана структура ова два склона је оваквим резултатима: понекад када је само неколико отвора калупа за формирање прстенастог калупа истрошено и не може да ради, цео калуп за прстенове треба да се замени, што не само да отежава рад замене, већ и али и изазива велики економски отпад и повећава трошкове одржавања.
1.3 Дизајн за побољшање конструкције калупа за формирањеДа би се продужио век трајања прстенастог калупа машине за пелет, смањило хабање, олакшала замена и смањили трошкови одржавања, неопходно је извршити потпуно нови дизајн побољшања структуре прстенастог калупа. У дизајну је коришћен уграђени калуп за ливење, а побољшана структура коморе за компресију је приказана на слици 4. Слика 5 приказује попречни пресек побољшаног калупа за ливење.
Овај побољшани дизајн је углавном усмерен на машину за прстенасте калупе за честице са покретном формом активног потисног ваљка и фиксираним прстенастим калупом. Калуп доњег прстена је причвршћен на тело, а два потисна ваљка су повезана са главном осовином преко прикључне плоче. Калуп за формирање је уграђен у доњи калуп за прстен (помоћу приањања), а горњи калуп за прстен је фиксиран на доњи калуп помоћу вијака и причвршћен на калуп за формирање. У исто време, како би се спречило да се калуп за формирање поново одбије услед силе након што се притисни ваљак преврне и помера радијално дуж прстенастог калупа, користе се упуштени завртњи за причвршћивање калупа за формирање на горњи и доњи прстенасти калуп. Да би се смањио отпор материјала који улази у рупу и учинио га погоднијим за улазак у отвор калупа. Конусни угао отвора за пуњење пројектованог калупа за формирање је 60° до 120°.
Побољшани структурни дизајн калупа за формирање има карактеристике више циклуса и дугог века трајања. Када машина за израду честица ради неко време, губитак трења узрокује да отвор калупа за формирање постане већи и пасивизира. Када се истрошени калуп за формирање уклони и прошири, може се користити за производњу других спецификација формирајућих честица. Ово може постићи поновну употребу калупа и уштедети трошкове одржавања и замене.
Да би се продужио радни век гранулатора и смањили трошкови производње, потисни ваљак усваја челик са високим угљеником и високим манганом са добром отпорношћу на хабање, као што је 65Мн. Калуп за формирање треба да буде направљен од легираног карбуризованог челика или легуре никла хрома са ниским садржајем угљеника, као што су Цр, Мн, Ти, итд. Због побољшања коморе за компресију, сила трења коју доживљавају горњи и доњи калупи прстена током операција је релативно мала у поређењу са калупом за формирање. Стога се обични угљенични челик, као што је челик 45, може користити као материјал за комору за компресију. У поређењу са традиционалним интегрисаним калупима за формирање прстенова, може смањити употребу скупог легираног челика, чиме се смањују трошкови производње.
2. Механичка анализа калупа за обликовање машине за пелетирање прстенастог калупа током процеса рада калупа за формирање.
Током процеса обликовања, лигнин у материјалу је потпуно омекшан због окружења високог притиска и високе температуре које се ствара у калупу за ливење. Када се притисак екструзије не повећава, материјал се подвргава пластификацији. Материјал добро тече након пластификације, тако да се дужина може подесити на д. Калуп за формирање се сматра посудом под притиском, а напрезање калупа за формирање је поједностављено.
Кроз наведену механичку прорачунску анализу, може се закључити да је за добијање притиска у било којој тачки унутар калупа за формирање потребно одредити обимну деформацију у тој тачки унутар калупа за формирање. Затим се може израчунати сила трења и притисак на тој локацији.
3. Закључак
Овај чланак предлаже нови дизајн побољшања структуре за калуп за формирање калупа за пелетирање. Употреба уграђених калупа за формирање може ефикасно смањити хабање калупа, продужити век циклуса калупа, олакшати замену и одржавање и смањити трошкове производње. Истовремено, вршена је механичка анализа калупа за формирање током његовог радног процеса, што је дало теоријску основу за даља истраживања у будућности.
Време поста: 22. фебруар 2024