A causa de les substàncies nocives més baixes com la cendra, el nitrogen i el sofre en la biomassa en comparació amb l'energia mineral, té les característiques de grans reserves, bona activitat del carboni, fàcil ignició i components alts volàtils.Per tant, la biomassa és un combustible energètic molt ideal i és molt adequat per a la conversió i la utilització de la combustió.La cendra residual després de la combustió de la biomassa és rica en nutrients requerits per les plantes com fòsfor, calci, potassi i magnesi, per la qual cosa es pot utilitzar com a adob per tornar al camp.Donades les enormes reserves de recursos i els avantatges renovables únics de l'energia de la biomassa, actualment es considera una opció important per al desenvolupament nacional de noves energies per part dels països de tot el món.La Comissió Nacional de Desenvolupament i Reforma de la Xina ha indicat clarament al "Pla d'aplicació per a l'aprofitament integral de la palla de cultiu durant el 12è pla quinquennal" que la taxa d'utilització integral de la palla arribarà al 75% el 2013 i s'esforçarà per superar el 80% el 2013. 2015.
Com convertir l'energia de la biomassa en energia d'alta qualitat, neta i convenient s'ha convertit en un problema urgent que cal resoldre.La tecnologia de densificació de biomassa és una de les maneres efectives de millorar l'eficiència de la incineració d'energia de biomassa i facilitar el transport.Actualment, hi ha quatre tipus comuns d'equips de conformació densa als mercats nacionals i estrangers: màquina de partícules d'extrusió en espiral, màquina de partícules d'estampació de pistons, màquina de partícules de motlle pla i màquina de partícules d'anell.Entre ells, la màquina de pellets de motlle d'anell s'utilitza àmpliament a causa de les seves característiques, com ara no necessitat d'escalfament durant el funcionament, amplis requisits de contingut d'humitat de la matèria primera (10% a 30%), gran sortida de màquina individual, alta densitat de compressió i bona efecte de formació.Tanmateix, aquests tipus de màquines de pellets generalment tenen desavantatges com ara un fàcil desgast del motlle, una vida útil curta, uns costos de manteniment elevats i una substitució incòmoda.Com a resposta a les deficiències anteriors de la màquina de pellets de motlle d'anell, l'autor ha fet un nou disseny de millora a l'estructura del motlle de conformació i ha dissenyat un motlle de formació de tipus conjunt amb una llarga vida útil, baix cost de manteniment i un manteniment convenient.Mentrestant, aquest article va realitzar una anàlisi mecànica del motlle de conformació durant el seu procés de treball.
1. Millora del disseny de l'estructura del motlle de conformació per al granulador de motlles d'anell
1.1 Introducció al procés de conformació per extrusió:La màquina de pellets de matriu d'anell es pot dividir en dos tipus: vertical i horitzontal, depenent de la posició de la matriu d'anell;Segons la forma de moviment, es pot dividir en dues formes diferents de moviment: el corró de premsa actiu amb un motlle d'anell fix i el corró de premsa actiu amb un motlle d'anell accionat.Aquest disseny millorat està dirigit principalment a la màquina de partícules d'anell amb un corró de pressió actiu i un motlle d'anell fix com a forma de moviment.Consta principalment de dues parts: un mecanisme de transport i un mecanisme de partícules de motlle d'anell.El motlle d'anell i el corró de pressió són els dos components bàsics de la màquina de pellets de motlle d'anell, amb molts forats de motlle distribuïts al voltant del motlle d'anell i el corró de pressió s'instal·la dins del motlle d'anell.El corró de pressió està connectat a l'eix de transmissió i el motlle d'anell s'instal·la en un suport fix.Quan l'eix gira, fa girar el corró de pressió.Principi de funcionament: en primer lloc, el mecanisme de transport transporta el material de biomassa triturat a una determinada mida de partícula (3-5 mm) a la cambra de compressió.Aleshores, el motor impulsa l'eix principal per fer girar el corró de pressió, i el corró de pressió es mou a una velocitat constant per dispersar uniformement el material entre el corró de pressió i el motlle d'anell, fent que el motlle d'anell es comprimeixi i es fregui amb el material. , el corró de pressió amb el material i el material amb el material.Durant el procés de fricció de compressió, la cel·lulosa i l'hemicel·lulosa del material es combinen entre si.Al mateix temps, la calor generada en comprimir la fricció suavitza la lignina en un aglutinant natural, que fa que la cel·lulosa, l'hemicel·lulosa i altres components s'uneixin més fermament.Amb l'ompliment continu de materials de biomassa, la quantitat de material sotmès a compressió i fricció en els forats del motlle de formació continua augmentant.Al mateix temps, la força de compressió entre la biomassa continua augmentant, i es densifica i es forma contínuament al forat d'emmotllament.Quan la pressió d'extrusió és més gran que la força de fricció, la biomassa s'extrudeix contínuament dels forats d'emmotllament al voltant del motlle d'anell, formant combustible d'emmotllament de biomassa amb una densitat d'emmotllament d'aproximadament 1 g/Cm3.
1.2 Desgast dels motlles de conformació:La sortida d'una màquina única de la màquina de pellets és gran, amb un grau d'automatització relativament alt i una gran adaptabilitat a les matèries primeres.Es pot utilitzar àmpliament per processar diverses matèries primeres de biomassa, adequades per a la producció a gran escala de combustibles de formació densa de biomassa i per complir els requisits de desenvolupament de la industrialització de combustible de formació densa de biomassa en el futur.Per tant, la màquina de pellets de motlle d'anell s'utilitza àmpliament.A causa de la possible presència de petites quantitats de sorra i altres impureses que no són de biomassa en el material de biomassa processat, és molt probable que provoqui un desgast important al motlle d'anell de la màquina de pellets.La vida útil del motlle d'anell es calcula en funció de la capacitat de producció.Actualment, la vida útil del motlle d'anell a la Xina és de només 100-1000 t.
La fallada del motlle d'anell es produeix principalment en els quatre fenòmens següents: ① Després que el motlle d'anell funcioni durant un període de temps, la paret interior del forat del motlle de formació es desgasta i l'obertura augmenta, donant lloc a una deformació significativa del combustible format produït;② El pendent d'alimentació del forat de la matriu de formació del motlle d'anell es desgasta, donant lloc a una disminució de la quantitat de material de biomassa espremut al forat de la matriu, una disminució de la pressió d'extrusió i un fàcil bloqueig del forat de la matriu de formació, donant lloc a la fallada del motlle d'anell (figura 2);③ Després dels materials de la paret interior i redueix bruscament la quantitat de descàrrega (figura 3);
④ Després del desgast del forat interior del motlle d'anell, el gruix de la paret entre les peces de motlle adjacents L es fa més prim, donant lloc a una disminució de la resistència estructural del motlle d'anell.Les esquerdes són propenses a produir-se a la secció més perillosa i, a mesura que les esquerdes es continuen estenent, es produeix el fenomen de fractura del motlle de l'anell.El motiu principal del fàcil desgast i la curta vida útil del motlle d'anell és l'estructura poc raonable del motlle d'anell de formació (el motlle d'anell està integrat amb els forats del motlle de formació).L'estructura integrada dels dos és propensa a aquests resultats: de vegades, quan només uns pocs forats del motlle de formació del motlle d'anell estan desgastats i no poden funcionar, cal substituir tot el motlle d'anell, cosa que no només comporta inconvenients en el treball de substitució, però també provoca un gran malbaratament econòmic i augmenta els costos de manteniment.
1.3 Disseny de millora estructural del motlle de conformacióPer allargar la vida útil del motlle d'anell de la màquina de pellets, reduir el desgast, facilitar la substitució i reduir els costos de manteniment, cal dur a terme un nou disseny de millora a l'estructura del motlle d'anell.En el disseny es va utilitzar el motlle d'emmotllament incrustat i l'estructura de la cambra de compressió millorada es mostra a la figura 4. La figura 5 mostra la vista en secció transversal del motlle d'emmotllament millorat.
Aquest disseny millorat està dirigit principalment a la màquina de partícules d'anell amb una forma de moviment de corró de pressió actiu i motlle d'anell fix.El motlle d'anell inferior es fixa al cos i els dos corrons de pressió estan connectats a l'eix principal mitjançant una placa de connexió.El motlle de conformació està incrustat al motlle d'anell inferior (utilitzant un ajust d'interferència), i el motlle d'anell superior es fixa al motlle d'anell inferior mitjançant cargols i es fixa al motlle de formació.Al mateix temps, per evitar que el motlle de formació reboti a causa de la força després que el corró de pressió es mogui radialment al llarg del motlle d'anell, s'utilitzen cargols avellanats per fixar el motlle de formació als motlles d'anell superior i inferior respectivament.Per reduir la resistència del material que entra al forat i fer que sigui més convenient entrar al forat del motlle.L'angle cònic del forat d'alimentació del motlle de formació dissenyat és de 60 ° a 120 °.
El disseny estructural millorat del motlle de conformació té les característiques de cicle multi i llarga vida útil.Quan la màquina de partícules funciona durant un període de temps, la pèrdua de fricció fa que l'obertura del motlle de formació es faci més gran i passiva.Quan el motlle de formació desgastat s'elimina i s'expandeix, es pot utilitzar per a la producció d'altres especificacions de partícules de formació.Això pot aconseguir la reutilització de motlles i estalviar costos de manteniment i substitució.
Per allargar la vida útil del granulador i reduir els costos de producció, el corró de pressió adopta acer d'alt carboni i manganès amb bona resistència al desgast, com ara 65Mn.El motlle de conformació ha de ser d'aliatge d'acer carburat o aliatge de níquel crom baix en carboni, com ara Cr, Mn, Ti, etc. A causa de la millora de la cambra de compressió, la força de fricció experimentada pels motlles d'anell superior i inferior durant El funcionament és relativament petit en comparació amb el motlle de conformació.Per tant, l'acer al carboni normal, com l'acer 45, es pot utilitzar com a material per a la cambra de compressió.En comparació amb els motlles d'anell de formació integrat tradicionals, pot reduir l'ús d'acer d'aliatge car, reduint així els costos de producció.
2. Anàlisi mecànica del motlle de conformació de la màquina de pellets de motlle d'anell durant el procés de treball del motlle de conformació.
Durant el procés d'emmotllament, la lignina del material s'estova completament a causa de l'entorn d'alta pressió i alta temperatura generat al motlle d'emmotllament.Quan la pressió d'extrusió no augmenta, el material es plastifica.El material flueix bé després de la plastificació, de manera que la longitud es pot configurar a d.El motlle de conformació es considera un recipient a pressió i la tensió sobre el motlle de conformació es simplifica.
Mitjançant l'anàlisi del càlcul mecànic anterior, es pot concloure que per obtenir la pressió en qualsevol punt de l'interior del motlle de conformació, és necessari determinar la deformació circumferencial en aquest punt dins del motlle de conformació.Aleshores, es pot calcular la força de fricció i la pressió en aquest lloc.
3. Conclusió
Aquest article proposa un nou disseny de millora estructural per al motlle de conformació del granulador de motlles anell.L'ús de motlles de conformació incrustats pot reduir eficaçment el desgast del motlle, allargar la vida del cicle del motlle, facilitar la substitució i el manteniment i reduir els costos de producció.Al mateix temps, es va realitzar una anàlisi mecànica del motlle de conformació durant el seu procés de treball, proporcionant una base teòrica per a més investigacions en el futur.
Hora de publicació: 22-feb-2024