A causa di e sostanze nocive più basse cum'è a cendra, l'azotu è u zolfu in a biomassa paragunata à l'energia minerale, hà e caratteristiche di grandi riserve, bona attività di carbone, accensione faciule è cumpunenti altamente volatili. Dunque, a biomassa hè un carburante energeticu assai ideale è hè assai adatta per a cunversione è l'utilizazione di a combustione. A cendra residuale dopu a combustione di a biomassa hè ricca di nutrienti richiesti da e piante cum'è u fosforu, u calciu, u potassiu è u magnesiu, dunque pò esse aduprata cum'è fertilizante per u ritornu in u campu. Date l'enormi riserve di risorse è i vantaghji unichi di l'energia da biomassa, hè attualmente cunsiderata una scelta impurtante per u sviluppu naziunale di nuove energie da i paesi di u mondu. A Cummissione Naziunale di Sviluppu è Riforma di a Cina hà dichjaratu chjaramente in u "Pianu di Implementazione per l'Utilizazione Cumpleta di a Paglia di e Culture durante u 12u Pianu Quinquennale" chì u tassu di utilizzazione cumpleta di a paglia righjungerà u 75% da u 2013, è si sforzerà di superà l'80% da u 2015.
Cumu cunvertisce l'energia di a biomassa in energia di alta qualità, pulita è pratica hè diventatu un prublema urgente da risolve. A tecnulugia di densificazione di a biomassa hè unu di i modi efficaci per migliurà l'efficienza di l'incenerazione di l'energia di a biomassa è facilità u trasportu. Attualmente, ci sò quattru tippi cumuni di apparecchiature di furmazione densa in i mercati naziunali è stranieri: macchina di particelle per estrusione a spirale, macchina di particelle per stampaggio a pistone, macchina di particelle per stampo piatto è macchina di particelle per stampo ad anello. Frà elle, a macchina di pellet per stampo ad anello hè largamente aduprata per via di e so caratteristiche cum'è a mancanza di riscaldamentu durante l'operazione, i requisiti ampi per u cuntenutu di umidità di a materia prima (da 10% à 30%), a grande pruduzzione di una sola macchina, l'alta densità di compressione è u bon effettu di furmazione. Tuttavia, questi tipi di macchine à pellet anu generalmente svantaghji cum'è a facile usura di u stampo, a breve durata di serviziu, i costi di manutenzione elevati è a sustituzione scomoda. In risposta à i difetti sopra menzionati di a macchina di pellet per stampo ad anello, l'autore hà fattu un novu design di miglioramentu nantu à a struttura di u stampo di furmazione è hà cuncipitu un stampo di furmazione di tipu set cù una longa durata di serviziu, bassi costi di manutenzione è una manutenzione pratica. Intantu, questu articulu hà realizatu un'analisi meccanica di u stampo di furmazione durante u so prucessu di travagliu.
1. Cuncepimentu di Miglioramentu di a Struttura di u Stampo di Formazione per u Granulatore di Stampo ad Anello
1.1 Introduzione à u prucessu di furmazione per estrusione:A macchina di pellet à stampu ad anellu pò esse divisa in dui tipi: verticale è orizzontale, secondu a pusizione di u stampu ad anellu; Sicondu a forma di muvimentu, pò esse divisa in duie diverse forme di muvimentu: u rullu di pressatura attivu cù un stampu ad anellu fissu è u rullu di pressatura attivu cù un stampu ad anellu guidatu. Stu cuncepimentu miglioratu hè principalmente destinatu à a macchina di particelle à stampu ad anellu cù un rullu di pressione attivu è un stampu ad anellu fissu cum'è forma di muvimentu. Si compone principalmente di duie parti: un mecanismu di trasportu è un mecanismu di particelle à stampu ad anellu. U stampu ad anellu è u rullu di pressione sò i dui cumpunenti principali di a macchina di pellet à stampu ad anellu, cù parechji fori di stampu di furmazione distribuiti intornu à u stampu ad anellu, è u rullu di pressione hè installatu dentru à u stampu ad anellu. U rullu di pressione hè cunnessu à u mandrinu di trasmissione, è u stampu ad anellu hè installatu nantu à una staffa fissa. Quandu u mandrinu gira, spinge u rullu di pressione à girà. Principiu di funziunamentu: Prima, u mecanismu di trasportu trasporta u materiale di biomassa schiacciata in una certa dimensione di particelle (3-5 mm) in a camera di compressione. Dopu, u mutore aziona l'arburu principale per fà girà u rullu di pressione, è u rullu di pressione si move à una velocità costante per disperse uniformemente u materiale trà u rullu di pressione è u stampu à anellu, pruvucendu a cumpressione è l'attritu di u stampu à anellu cù u materiale, u rullu di pressione cù u materiale è u materiale cù u materiale. Durante u prucessu di attritu di spremitura, a cellulosa è l'emicellulosa in u materiale si combinanu trà di elli. À u listessu tempu, u calore generatu da l'attritu di spremitura ammorbidisce a lignina in un legante naturale, chì rende a cellulosa, l'emicellulosa è altri cumpunenti più fermamente ligati inseme. Cù u riempimentu continuu di materiali di biomassa, a quantità di materiale sottumessu à cumpressione è attritu in i fori di u stampu di furmazione cuntinueghja à aumentà. À u listessu tempu, a forza di spremitura trà a biomassa cuntinueghja à aumentà, è si densifica è si forma continuamente in u foru di stampaggio. Quandu a pressione di estrusione hè più grande di a forza di attritu, a biomassa hè estrusa continuamente da i fori di stampaggio intornu à u stampu à anellu, furmendu carburante di stampaggio di biomassa cù una densità di stampaggio di circa 1 g/Cm3.
1.2 Usura di i stampi di formatura:A pruduzzione di a macchina à pellets hè grande, cù un gradu relativamente altu di automatizazione è una forte adattabilità à e materie prime. Pò esse largamente aduprata per a trasfurmazione di diverse materie prime di biomassa, adatta per a pruduzzione à grande scala di carburanti densi di biomassa, è risponde à i requisiti di sviluppu di l'industrializazione di carburanti densi di biomassa in u futuru. Dunque, a macchina à pellets à stampu ad anellu hè largamente aduprata. A causa di a pussibile presenza di piccule quantità di sabbia è altre impurità non di biomassa in u materiale di biomassa trasfurmatu, hè assai prubabile chì causi una usura significativa di u stampu ad anellu di a macchina à pellets. A vita di serviziu di u stampu ad anellu hè calculata in basa à a capacità di pruduzzione. Attualmente, a vita di serviziu di u stampu ad anellu in Cina hè solu 100-1000t.
U fallimentu di u stampu à anellu si verifica principalmente in i quattru fenomeni seguenti: ① Dopu chì u stampu à anellu funziona per un certu periodu di tempu, a parete interna di u foru di u stampu di furmazione si consuma è l'apertura aumenta, risultendu in una deformazione significativa di u carburante furmatu pruduttu; ② A pendenza di alimentazione di u foru di a matrice di furmazione di u stampu à anellu hè consumata, risultendu in una diminuzione di a quantità di materiale di biomassa spremutu in u foru di a matrice, una diminuzione di a pressione di estrusione è un facile bloccu di u foru di a matrice di furmazione, purtendu à u fallimentu di u stampu à anellu (Figura 2); ③ Dopu chì i materiali di a parete interna è riducenu bruscamente a quantità di scarica (Figura 3);
④ Dopu à l'usura di u foru internu di u stampu di l'anellu, u spessore di u muru trà i pezzi di stampu adiacenti L diventa più finu, ciò chì porta à una diminuzione di a resistenza strutturale di u stampu di l'anellu. E crepe sò propensi à accade in a sezione più periculosa, è mentre e crepe cuntinueghjanu à stende si, si verifica u fenomenu di frattura di u stampu di l'anellu. A ragione principale di a facilità d'usura è di a corta durata di serviziu di u stampu di l'anellu hè a struttura irragionevule di u stampu di l'anellu di furmazione (u stampu di l'anellu hè integratu cù i fori di u stampu di furmazione). A struttura integrata di i dui hè propensa à tali risultati: qualchì volta quandu solu uni pochi di fori di u stampu di furmazione di u stampu di l'anellu sò usurati è ùn ponu micca funziunà, tuttu u stampu di l'anellu deve esse rimpiazzatu, ciò chì ùn solu porta inconvenienti à u travagliu di sustituzione, ma provoca ancu grandi sprechi ecunomichi è aumenta i costi di manutenzione.
1.3 Cuncepimentu di Miglioramentu Strutturale di u Stampo di FormaturaPer allargà a vita di serviziu di u stampu ad anellu di a macchina à pellet, riduce l'usura, facilità a sustituzione è riduce i costi di manutenzione, hè necessariu realizà un novu disignu di miglioramentu nantu à a struttura di u stampu ad anellu. U stampu di stampaggio integratu hè statu utilizatu in u disignu, è a struttura migliorata di a camera di compressione hè mostrata in a Figura 4. A Figura 5 mostra a vista in sezione trasversale di u stampu di stampaggio miglioratu.
Stu cuncepimentu migliuratu hè principalmente destinatu à a macchina di particelle di stampu ad anellu cù una forma di muvimentu di rullu di pressione attivu è stampu ad anellu fissu. U stampu ad anellu inferiore hè fissatu nantu à u corpu, è i dui rulli di pressione sò cunnessi à l'arburu principale per mezu di una piastra di cunnessione. U stampu di furmazione hè integratu nantu à u stampu ad anellu inferiore (usendu un adattamentu interferente), è u stampu ad anellu superiore hè fissatu nantu à u stampu ad anellu inferiore per mezu di bulloni è serratu nantu à u stampu di furmazione. À u listessu tempu, per impedisce à u stampu di furmazione di rimbalzà per via di a forza dopu chì u rullu di pressione si rotola è si move radialmente longu u stampu ad anellu, viti svasate sò aduprate per fissà u stampu di furmazione rispettivamente à i stampi ad anellu superiore è inferiore. Per riduce a resistenza di u materiale chì entra in u foru è rende più convenientu l'entrata in u foru di u stampu. L'angulu conicu di u foru di alimentazione di u stampu di furmazione cuncipitu hè da 60 ° à 120 °.
U disignu strutturale migliuratu di u stampu di furmazione hà e caratteristiche di multiciclu è longa durata di serviziu. Quandu a macchina di particelle funziona per un periudu di tempu, a perdita di attritu face chì l'apertura di u stampu di furmazione diventi più grande è passivata. Quandu u stampu di furmazione usuratu hè cacciatu è allargatu, pò esse adupratu per a pruduzzione di altre specifiche di particelle di furmazione. Questu pò ottene u riutilizazione di stampi è risparmià costi di manutenzione è di sustituzione.
Per allargà a vita di serviziu di u granulatore è riduce i costi di pruduzzione, u rullu di pressione adotta acciaio à altu carbone è manganese cù una bona resistenza à l'usura, cum'è 65Mn. U stampu di furmazione deve esse fattu d'acciaio carburatu in lega o di lega di nichel-cromu à bassu carbone, cum'è Cr, Mn, Ti, ecc. A causa di u miglioramentu di a camera di compressione, a forza di attritu sperimentata da i stampi à anellu superiore è inferiore durante u funziunamentu hè relativamente chjuca paragunata à u stampu di furmazione. Dunque, l'acciaio à u carbone ordinariu, cum'è l'acciaio 45, pò esse adupratu cum'è materiale per a camera di compressione. Paragunatu à i stampi à anellu di furmazione integrati tradiziunali, pò riduce l'usu di acciaio in lega caru, riducendu cusì i costi di pruduzzione.
2. Analisi meccanica di u stampu di furmazione di a macchina di pellet di stampu à anellu durante u prucessu di travagliu di u stampu di furmazione.
Durante u prucessu di stampaggio, a lignina in u materiale hè cumpletamente addulcita per via di l'ambiente à alta pressione è à alta temperatura generatu in u stampu di stampaggio. Quandu a pressione di estrusione ùn aumenta micca, u materiale subisce una plastificazione. U materiale scorre bè dopu a plastificazione, dunque a lunghezza pò esse impostata à d. U stampu di furmazione hè cunsideratu cum'è un vasu à pressione, è a tensione nantu à u stampu di furmazione hè simplificata.
Attraversu l'analisi di calculu meccanicu sopra, si pò cunclude chì per ottene a pressione in ogni puntu in u stampu di furmazione, hè necessariu determinà a deformazione circunferenziale in quellu puntu in u stampu di furmazione. Dopu, si pò calculà a forza di frizione è a pressione in quellu locu.
3. Cunclusione
Questu articulu prupone un novu cuncepimentu di miglioramentu strutturale per u stampu di furmazione di u pellettizatore di stampu ad anellu. L'usu di stampi di furmazione integrati pò riduce efficacemente l'usura di u stampu, allargà a vita di u ciclu di u stampu, facilità a sustituzione è a manutenzione, è riduce i costi di pruduzzione. À u listessu tempu, hè stata realizata un'analisi meccanica nantu à u stampu di furmazione durante u so prucessu di travagliu, furnendu una basa teorica per ulteriori ricerche in u futuru.
Data di publicazione: 22 di ferraghju 2024