本文摘要:
目前国内自行移动式造粒机暂时处于研究阶段(图1)。
目前国内自行移动式造粒机暂时处于研究阶段(图1)。部门厂家开始试验牵引式移动式造粒机或压块机的研发,并对各个系统的整机匹配进行了研究和探索。
引言
近年来,随着国家治理空气污染和保护环境的努力,政府出台了相关政策支持生物质能,并倡导应用日益增长的生物质能,特别是加工成颗粒的生物质原料来替代煤炭燃烧。随着生物质颗粒行业的蓬勃发展,作为颗粒加工的上游行业,生物质造粒机行业也在快速发展,一度出现供不应求的局面。
4.1存在的问题
根据部署方式的不同,结构的不同,灵活的造粒动力源和做事方式等。生物质制粒机的分类和技术途径如下。
1牢固式生物质造粒机历史演变和技术生长历程
(5)移动造粒技术不断成熟,各功能组件系统的匹配逐渐完善。
在农作物秸秆的田间造粒中,集中造粒机组对农作物秸秆水分和形态的适应性不断创新,整机技术逐渐成熟。移动式造粒机将是未来生物质造粒机的创新产品,与固体造粒机合作,促进生物质造粒行业技术和产品的不断成熟和增长。
秸秆等材料含有一定量的纤维素和木质素,木质素是材料中的结构单体,是一种苯基丙烷类高分子化合物。
具有强化细胞壁和粘附纤维素的作用。木质素是无定形的,常温下不溶于任何溶剂。它没有熔点,只有软化点。
当温度达到一定值时,木质素的软化附着力增大,在一定的作用下,木质素的纤维素分子基团发生错位、变形和伸长,内部相邻的生物质颗粒相互啮合重组,挤压成型。
海洋生物质制粒机的研究起步较晚。首先,它主要是从进料环模机演变而来,主要接受水平环模结构,并根据生物质颗粒的成型特点和成型压力要求进行适应性创新。
随着行业的增长,创新产品不断更新,现在许多企业仍然接受环式造粒机的结构,仍然可以看到饲料造粒机的元素。
中国造粒机行业除了在饲料环模造粒机的基础上进行延伸发展外,还接受国外技术引进、消化吸收和再创新的发展模式。60年代从英国UMT公司引进第一台造粒机,70年代消化研制出国内第一台环模造粒机。
之后,随着造粒机行业的成长,国内一些科研院所和高校大力设计、开发和创新环模造粒机,生物质造粒机的力学性能和适应性不断升级。
2海内生物质造粒机技术门路和研究现状分析
凌昊祖禹梁冬街。引用该论文王志平,王志平,王志平.安徽农业科学2012,40 (1): 367-369,372。
胡建军。引用该论文王志平,王志平,王志平.大连:大连理工大学,2008。
固体造粒机的地位相对稳固。
一般在厂房内完成造粒作业的高效造粒机机组,往往配有切割、输送、除尘、冷却和包装系统,以流水线的方式运行。电源一般是根据生产线或设备的效率差异,功率不同的电机。
(3)成长趋向规模化、智能化。
不断引入智能控制技术,提高设备的智能监控和操作水平,从而提高环模造粒设备的整体技术水平。
随着行业的发展,国内造粒机行业将不断向国外学习先进技术和工艺,加大技术研究投入,逐步构建造粒机行业的技术体系。
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立式造粒机技术是生物质造粒的创新产品。
粉状物料从上部垂直对称进入造粒腔,造粒效果相对较好。环模和压辊的磨损对称性,使用寿命相对较长,而型腔内温度相对较低。
但也有对原料含水量适应性相对严格的缺点。一般要求含水量在15%左右的原料进行造粒,环模、压辊等关键部件的维护和后期保养不方便,耗时较长。
卧式造粒机还具有对原料含水量适应性相对较高的优点。
一般能适应20% ~ 15%原料的正常造粒。而且,环模、压辊等关键部件的维护和护理方便,打开造粒室的外盖,可以方便地进行环模更换和压辊的调整或更换。
卧式造粒机技术由饲料制粒机演变而来。造粒腔内温度比较高,部件故障率比较高。
物料的运输需要风机强制完成,存在物料不均匀的问题。
目前,海洋生物质造粒成型技术的基础理论体系不完善,严重制约了产业的发展。因此,研究环形成型造粒原理、创新造粒方法、完善和规范工业规模等具有重要的理论意义和实用价值。为了提高造粒机行业的整体技术水平,发展生物质燃料,减少环境污染。
目前,生物质环模造粒设备行业已经形成了较为完整的产业体系,基本能够满足我国各领域的生产和应用需求。
但行业技术研究方面还存在以下方面问题。
凭据海内造粒机行业的生长历程和技术现状同时参考国际高端品牌技术生长历程等综合分析判断未来海内生物质造粒机技术领域主要向以下方面生长。
为实现秸秆、饲料等物料的田间地头收获造粒降低收储运成本提高事情效率行业内一些研究机构和高校开始创新研制出了移动式造粒机产物实现了秸秆捡拾、切碎、造粒、冷却和仓储一体化。
随着新环保法的实施对农林秸秆焚烧接纳了羁系措施农林废弃物无处安置。
生物质颗粒机设备应运而生不仅解决了这一问题同时为国家的环保事业也做出了庞大孝敬。生物质颗粒机主要以农林发生的秸秆、稻壳、木糠、树皮和树叶等废弃物为主通过预处置惩罚加工成生物质燃料加工后的燃料具有热值高、成本低、燃烧后污染身分少和运输利便等优点部门取代煤炭等传统矿物质的使用近几年在海内逐渐推广起来现在已经进入蓬勃生长期。
牢固式造粒机技术比力成熟的欧洲市场以高端青贮收获机闻名的德国Krone(科罗尼)公司近几年开发完成了一款牵引式移动造粒机(图2)事情效率为5t/h由拖拉机牵引完成。
现在该产物处于市场试验验证阶段。
海内生物质颗粒机生长历史较短最初从饲料颗粒机演变而来20世纪60年月开始接纳从欧洲引进、借鉴和消化吸收后国产化应用的模式。
随着生物质颗粒机行业的生长产物技术逐步成熟可靠性不停提高可是还存在行业低端恶性竞争、知识产权掩护不足和环模等焦点零部件可靠性不高等问题。
卧式造粒机和立式造粒机事情原理基底细同但在整机对物料的含水率适应性、维修利便性、腔体温度、物料输送和喂入匀称性等方面存在优劣差异。
移动式造粒机是对牢固式造粒的创新性革新动力源一般为柴油发念头行走方式有自走式和牵引式移动两种。
自走式动力来自自己自带发念头事情部件和行走都全部由发念头完成整机各功效部件匹配性设计;牵引式一般由拖拉机牵引完成动力一般来自拖拉机后动力输出。
现在国际和海内市场造粒机以牢固式为主各厂家产物在焦点事情部件结构、整机技术门路和产物事情效率设计等方面存在差异同类产物可靠性海内外差距较大。
海内环模和压辊的使用寿命相对较短一般加工1000t左右就需要更换(部门厂家的加工500t左右就需要更换)维修更换频率较高使造粒机使用成本居高不下。
3造粒成型理论分析
国际海内市场生物质造粒灵活力驱动一般是由电机来完成设备以牢固式为主凭据动力驱动和事情方式差别可分为牢固式造粒机和移动式造粒机其中移动式又可以细分为牵引式和自走式。
生物质造粒机是通过机械力(挤压力、摩擦力等)的作用在高温高压情况下将秸秆、木屑或稻壳等压实并挤压出模孔期间充实使用木质素或纤维素的高温粘互助用最终将生物质粉料压制形成颗粒状物料。
生物质环模制粒成型技术是一种先进的颗粒成型工艺技术集成了机械工程、粉体力学等多学科知识。在生物质颗粒在压制历程中实质上是物料受到挤压力、摩擦力和高温高压综互助用发生变形的历程。
凭据粉料在造粒成型历程中所处的状态差别可以将整个历程分为3个区:供料区、变形压紧区和挤压成形区如图3所示。
供料区:物料基本不会受到挤压力可是在环模旋转历程中会发生离心力在离心力作用下粉料紧贴在环模内侧。
变形压紧区:随着外环模的旋转压辊同时被动旋转物料在环模作用下进入压紧区同时受到环模和压辊的挤压和摩擦作用物料之间发生相对移动。随着物料向前移动挤压力逐步增大粉料颗粒之间的间隙逐步变小发生变形物料密度也逐步加大。
挤压成型区:在物料进入该区域时挤压力和摩擦力快速增大同时发生高温和高压情况物料之间的接触面积增大在木质素和纤维素的作用下发生相互黏结被一连不停的挤压入模孔形成差别密度的颗粒。
在挤压区环模和压辊会保持0.5~1.0mm的间隙随着造粒历程中环模和压辊的磨损两者间隙逐步增大当凌驾一定极限后(一般履历为5mm)造粒效果将受到影响就需要对环模和压辊举行调整或更换。
4行业技术未来生长趋势判断
2.2造粒机类型划分
造粒环模和压辊是设备的焦点部件主流技术主要是接纳单环模+双压辊(三压辊)方式凭据环模和物料喂入相对整机的部署差别分为立式和卧式两种。
立式造粒机粉状物料从整机上部喂入造粒腔体环模相对造粒单元水平放置;卧式造粒机粉状物料则从造粒腔体前端垂直喂入(借助风机气力强行喂入)环模与造粒单元垂直部署。
(1)环模造粒装备技术平台与基础研究相对滞后产物设计缺乏先进的试验与检测条件支撑履历设计仍占有相当大的比重但高端人才比力短缺极大制约了产物的创新力度与技术水平。
(2)部门指标已到达或靠近国际先进水平但总体技术水平与国际先进水平相比另有较大差距尤其是环模和压辊等焦点零部件质料技术、外貌热处置惩罚技术、模孔形状优化技术等方面还需要继续研究和提升;关键零部件可靠性与瑞士BUHLER、美国CPM、奥地利Andritz、德国MUNCH和丹麦Sprout-Matador等外洋高端品牌相比差距甚远。
(3)以环模制粒机为焦点的颗粒成套生产线大型化、智能化水平不高。
以贝斯尔、溧阳金梧和宇龙等为代表的颗粒机企业已经开发出具有自主知识产权的环模制粒装备自动控制系统及以环模制粒机为焦点的颗粒生产成套生产线自动控制系统并获得一定水平的应用可以满足现在海内大型颗粒加工厂对装备的需求。但当前成套控制系统的智能化水平较低且成套生产线的大型化水平与国际先进水平相比差距较大。
4.2生长偏向
生物质造粒机的事情原理是通过环模和压辊(或环模)运动历程中发生的挤压和摩擦力作用在造粒腔体内高温高压情况下将秸秆、木屑或稻壳等原料压实并挤压出模孔最后形陋习则的、密度较大的成型燃料。
(1)逐步搭建完善的技术体系包罗造粒工艺、焦点部件设计、制造工艺、新质料和智能化控制等。
现在欧洲等蓬勃国家已经形成了健全的环模制粒装备技术体系能够提供多种优质、高效的生产设备与完善的工程解决方案。国际著名的环模制粒装备企业已划分从制粒工艺、装备设计与制造、智能控制技术、专家诊断与服务技术等多个方面举行了系统研究形成了完善的技术体系。
根据造粒环模部署方式差别分为立式造粒机和卧式造粒机
(2)不停优化革新环模、压辊等焦点零部件技术包罗技术参数优化调整、新质料应用、热处置惩罚工艺革新、模孔结构和技术参数优化等有效提高焦点零部件适应性和使用寿命提高造粒机性能、可靠性和事情效率。
2.1主流产物技术门路
(4)造粒生产线工艺流程不停优化开发智能化全历程监控和治理系统实现生产线的时时监控、调整及故障诊断等逐步实现自动化操作。
我国生物质造粒机技术生长门路曲折快速生长和产物成熟时期主要集中在近10年。
现在海内生物质造粒机技术门路基本清晰整机产物焦点技术相对成熟;环模和压辊等关键零部件可靠性有较大提高;先进加工工艺、热处置惩罚工艺和新质料开始在行业引入和应用。
参考文献:
我国生物质颗粒机技术的创新生长之路和生物质能源的行业生长基本并行和呼应陪同国家对生物质能源的政策驱动和人们对生物质能源的认识一路走走停停。在这个历程中生物质颗粒机不停实验种种技术门路的研究包罗从饲料机技术的演变、借鉴外洋同行技术和自主研究等。
中国是一个农业大国作物秸秆、木料等农林废弃物相对较多生物质资源富厚储量较大。随着国家和社会对于生态情况掩护的逐步重视以及对循环经济的鼎力大举支持生态型能源将会越来越受接待。
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