З-за меншага ўтрымання шкодных рэчываў, такіх як попел, азот і сера, у біямасе ў параўнанні з мінеральнай энергіяй, яна мае характарыстыкі вялікіх запасаў, добрай актыўнасці вугляроду, лёгкага ўзгарання і высокай колькасці лятучых кампанентаў.Такім чынам, біямаса з'яўляецца вельмі ідэальным энергетычным палівам і вельмі падыходзіць для пераўтварэння і выкарыстання пры спальванні.Рэшткавы попел пасля спальвання біямасы багаты пажыўнымі рэчывамі, неабходнымі раслінам, такімі як фосфар, кальцый, калій і магній, таму яго можна выкарыстоўваць як угнаенне для вяртання на поле.Улічваючы велізарныя запасы рэсурсаў і унікальныя аднаўляльныя перавагі энергіі біямасы, у цяперашні час краіны па ўсім свеце разглядаюць яе як важны выбар для развіцця новай нацыянальнай энергетыкі.Нацыянальная камісія па развіцці і рэформах Кітая выразна заявіла ў "Плане рэалізацыі комплекснага выкарыстання саломы ўраджаю на працягу 12-га пяцігадовага плана", што ўзровень комплекснага выкарыстання саломы дасягне 75% да 2013 г. і імкнецца перавысіць 80% да 2013 г. 2015 год.
Як пераўтварыць энергію біямасы ў якасную, чыстую і зручную энергію, стала актуальнай праблемай, якую трэба вырашыць.Тэхналогія ўшчыльнення біямасы з'яўляецца адным з эфектыўных спосабаў павышэння эфектыўнасці спальвання энергіі біямасы і палягчэння транспарціроўкі.У цяперашні час на ўнутраным і знешнім рынках ёсць чатыры тыпы абсталявання для шчыльнай фармоўкі: спіральная экструзійная машына для вырабу часціц, машына для вырабу часціц з поршневай штампоўкай, машына для вырабу часціц з плоскай формы і машына для вырабу часціц з кальцавой формы.Сярод іх машына для гранулявання з кальцавымі формамі шырока выкарыстоўваецца дзякуючы такім яе характарыстыкам, як адсутнасць неабходнасці награвання падчас працы, шырокія патрабаванні да вільготнасці сыравіны (ад 10% да 30%), вялікая прадукцыйнасць адной машыны, высокая шчыльнасць сціску і добры які фармуе эфект.Аднак у гэтых тыпаў гранулятараў звычайна ёсць такія недахопы, як лёгкі знос формы, кароткі тэрмін службы, высокія выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне і нязручная замена.У адказ на вышэйпералічаныя недахопы гранулятара з кальцавымі прэс-формамі аўтар удасканаліў канструкцыю фармавальнай формы і распрацаваў фармавальную форму ўстаноўленага тыпу з доўгім тэрмінам службы, нізкімі выдаткамі на абслугоўванне і зручным абслугоўваннем.Між тым, у гэтым артыкуле быў праведзены механічны аналіз фармовачнай формы падчас яе працоўнага працэсу.
1. Паляпшэнне канструкцыі фарміруючай структуры формы для гранулятара кальцавой формы
1.1 Уводзіны ў працэс экструзійнага фармавання:Кальцавую машыну для гранулявання можна падзяліць на два тыпу: вертыкальную і гарызантальную, у залежнасці ад становішча кальцавой плашкі;У залежнасці ад формы руху яго можна падзяліць на дзве розныя формы руху: актыўны прэсуючы ролік з фіксаванай кальцавой формай і актыўны прэсуючы ролік з прываднай кальцавой формай.Гэтая ўдасканаленая канструкцыя ў асноўным прызначана для машыны для апрацоўкі часціц кальцавой формы з актыўным прыціскным ролікам і фіксаванай кальцавой формай у якасці формы руху.Ён у асноўным складаецца з дзвюх частак: механізму транспарціроўкі і механізму часціц кальцавой формы.Кальцавая форма і прыціскны ролік з'яўляюцца двума асноўнымі кампанентамі машыны для вырабу гранул з кальцавой формы, вакол кальцавой формы размеркавана мноства фармовачных адтулін, а прыціскной ролік усталяваны ўнутры кальцавой формы.Прыціскной ролік злучаны са шпіндзелем трансмісіі, а кальцавая форма ўсталёўваецца на фіксаваным кранштэйне.Калі шпіндзель круціцца, ён прыводзіць у рух прыціскной ролік.Прынцып працы: па-першае, транспартны механізм транспартуе здробнены матэрыял біямасы ў часціцы пэўнага памеру (3-5 мм) у камеру сціску.Затым рухавік прыводзіць у рух галоўны вал, каб круціцца прыціскной ролік, і прыціскной ролік рухаецца з пастаяннай хуткасцю, каб раўнамерна размеркаваць матэрыял паміж прыціскным ролікам і кальцавой формай, у выніку чаго кальцавая форма сціскаецца і трэцца аб матэрыял , прыціскной ролік з матэрыялам, а матэрыял з матэрыялам.У працэсе трэння сціску цэлюлоза і геміцэлюлоза ў матэрыяле злучаюцца паміж сабой.У той жа час цяпло, якое выдзяляецца пры трэнні сціскання, размягчает лігнін у натуральнае звязальнае рэчыва, якое робіць цэлюлозу, геміцэлюлозу і іншыя кампаненты больш трывалымі паміж сабой.Пры бесперапынным запаўненні матэрыялаў біямасы колькасць матэрыялу, які падвяргаецца сціску і трэнню ў адтулінах формы, працягвае павялічвацца.У той жа час сіла сціску паміж біямасай працягвае павялічвацца, і яна пастаянна ўшчыльняецца і ўтвараецца ў фармовачнай адтуліне.Калі ціск экструзіі перавышае сілу трэння, біямаса бесперапынна выціскаецца з фармовачных адтулін вакол кальцавой формы, утвараючы паліва для фармавання біямасы са шчыльнасцю каля 1 г/см3.
1.2 Знос формаў для фармавання:Прадукцыйнасць адной машыны пелетнай машыны вялікая, з адносна высокай ступенню аўтаматызацыі і моцнай адаптацыяй да сыравіны.Ён можа быць шырока выкарыстаны для перапрацоўкі рознай сыравіны з біямасы, прыдатны для буйнамаштабнай вытворчасці паліва для шчыльнага фармавання біямасы і задавальнення патрабаванняў развіцця індустрыялізацыі паліва для шчыльнага фармавання біямасы ў будучыні.Такім чынам, машына для гранулявання кальцавой формы шырока выкарыстоўваецца.З-за магчымай прысутнасці невялікай колькасці пяску і іншых прымешак, не звязаных з біямасай, у апрацаваным матэрыяле біямасы, вельмі верагодна, што гэта можа прывесці да значнага зносу кальцавой формы гранулятара.Тэрмін службы кальцавой формы разлічваецца зыходзячы з магутнасці вытворчасці.У цяперашні час тэрмін службы кальцавой формы ў Кітаі складае ўсяго 100-1000 т.
Няспраўнасць кальцавой формы ў асноўным адбываецца пры наступных чатырох з'явах: ① Пасля таго, як кальцавая форма працуе на працягу пэўнага перыяду часу, унутраная сценка адтуліны фармовачнай формы зношваецца, а адтуліна павялічваецца, што прыводзіць да значнай дэфармацыі вырабленага паліва;② Нахіл падачы адтуліны для фарміроўкі кальцавой формы зношваецца, што прыводзіць да памяншэння колькасці матэрыялу біямасы, які ўціскаецца ў адтуліну для прэс-формы, зніжэння ціску экструзіі і лёгкага закаркавання адтуліны для фарміроўкі, што прыводзіць да няспраўнасць кальцавой формы (малюнак 2);③ Пасля матэрыялаў унутранай сценкі і рэзка памяншае колькасць разраду (малюнак 3);
④ Пасля зносу ўнутранага адтуліны кальцавой формы таўшчыня сценкі паміж суседнімі часткамі формы L становіцца танчэйшай, што прыводзіць да зніжэння трываласці канструкцыі кальцавой формы.Расколіны схільныя да ўзнікнення ў найбольш небяспечным участку, і калі расколіны працягваюць пашырацца, адбываецца з'ява разбурэння кальцавой формы.Асноўнай прычынай лёгкага зносу і кароткага тэрміну службы кальцавой формы з'яўляецца неабгрунтаваная структура фармовачнай кальцавой формы (кальцавая форма ўбудавана ў адтуліны фармовачнай формы).Інтэграваная структура абодвух схільная да такіх вынікаў: часам, калі толькі некалькі фарміруючых адтулін у кальцавой форме зношаныя і не могуць працаваць, неабходна замяніць усю кальцавую форму, што не толькі стварае нязручнасці пры замене, але і але таксама выклікае вялікія эканамічныя страты і павялічвае выдаткі на абслугоўванне.
1.3 Паляпшэнне канструкцыі формы для фармаванняДля таго, каб падоўжыць тэрмін службы кальцавой формы гранулятара, паменшыць знос, палегчыць замену і знізіць выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне, неабходна выканаць зусім новы дызайн паляпшэння структуры кальцавой формы.У канструкцыі выкарыстоўвалася ўбудаваная форма для ліцця, а палепшаная структура камеры сціску паказана на малюнку 4. На малюнку 5 паказаны выгляд папярочнага разрэзу палепшанай формы для ліцця.
Гэтая ўдасканаленая канструкцыя ў асноўным прызначана для машыны для апрацоўкі часціц кальцавой формы з формай руху актыўнага прыціскнога роліка і фіксаванай кальцавой формы.Ніжняя кальцавая форма замацавана на корпусе, а два прыціскных роліка злучаны з галоўным валам праз злучальную пласціну.Фармовачная форма ўстаўляецца ў ніжнюю кальцавую форму (з выкарыстаннем пасадкі з нацягваннем), а верхняя кальцавая форма фіксуецца на ніжняй кальцавой форме балтамі і заціскаецца на фармовачнай форме.У той жа час, каб прадухіліць адскок фармовачнай формы з-за сілы пасля таго, як прыціскной ролік перакочваецца і радыяльна рухаецца ўздоўж кальцавой формы, для мацавання фармовачнай формы да верхняй і ніжняй кальцавых форм адпаведна выкарыстоўваюцца шрубы з патаемнай формы.Для таго, каб паменшыць супраціў матэрыялу, які трапляе ў адтуліну, і зрабіць яго больш зручным для ўваходу ў адтуліну формы.Канічны кут адтуліны для падачы распрацаванай фармовачнай формы складае ад 60 ° да 120 °.
Палепшаная канструктыўная канструкцыя фармовачнай формы мае характарыстыкі некалькіх цыклаў і працяглага тэрміну службы.Калі машына часціц працуе на працягу пэўнага перыяду часу, страта трэння прыводзіць да таго, што адтуліна формы для фармавання павялічваецца і пасівіруецца.Калі зношаная фармовачная форма выдаляецца і пашыраецца, яе можна выкарыстоўваць для вытворчасці іншых спецыфікацый фармовачных часціц.Гэта можа дасягнуць паўторнага выкарыстання прэс-формаў і зэканоміць выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне і замену.
Каб падоўжыць тэрмін службы гранулятара і знізіць выдаткі на вытворчасць, прыціскной ролік выкарыстоўвае сталь з высокім утрыманнем вугляроду і марганца з добрай зносаўстойлівасцю, напрыклад 65Mn.Форма для фармавання павінна быць выраблена з легіраванай цементаванай сталі або нізкавугляродзістага нікелева-хромавага сплаву, напрыклад, які змяшчае Cr, Mn, Ti і г. д. Дзякуючы паляпшэнню камеры сціску, сіла трэння, якую адчуваюць верхняе і ніжняе кальцавыя формы падчас аперацыя адносна невялікая ў параўнанні з фарміраваннем формы.Такім чынам, у якасці матэрыялу для камеры сціску можна выкарыстоўваць звычайную вугляродзістай сталь, напрыклад сталь 45.У параўнанні з традыцыйнымі ўбудаванымі формамі для фарміравання кольцаў, гэта можа паменшыць выкарыстанне дарагой легаванай сталі, тым самым зніжаючы вытворчыя выдаткі.
2. Механічны аналіз фармовачнай формы машыны для гранулявання кальцавой формы падчас працоўнага працэсу фармовачнай формы.
У працэсе фармавання лігнін у матэрыяле цалкам размякчаецца з-за высокага ціску і высокай тэмпературы асяроддзя, якое ствараецца ў фармовачнай форме.Калі ціск экструзіі не павялічваецца, матэрыял падвяргаецца пластыфікацыі.Матэрыял добра цячэ пасля пластыфікацыі, таму даўжыню можна задаць d.Фармовачная форма разглядаецца як ёмістасць пад ціскам, і нагрузка на формульную форму спрашчаецца.
З дапамогай прыведзенага вышэй аналізу механічных разлікаў можна зрабіць выснову, што для таго, каб атрымаць ціск у любой кропцы ўнутры формы, неабходна вызначыць акружную дэфармацыю ў гэтай кропцы ўнутры формы.Затым можна вылічыць сілу трэння і ціск у гэтым месцы.
3. Заключэнне
У гэтым артыкуле прапануецца новая канструктыўная ўдасканаленая канструкцыя фармовачнай формы гранулятара з кальцавой формай.Выкарыстанне ўбудаваных формаў для фармавання можа эфектыўна паменшыць знос прэс-формаў, падоўжыць тэрмін службы прэс-формаў, палегчыць замену і абслугоўванне, а таксама знізіць вытворчыя выдаткі.У той жа час быў праведзены механічны аналіз фармовачнай формы падчас яе працоўнага працэсу, што дало тэарэтычную аснову для далейшых даследаванняў у будучыні.
Час публікацыі: 22 лютага 2024 г