Debido ás substancias nocivas máis baixas como a cinza, o nitróxeno e o xofre en biomasa en comparación coa enerxía mineral, ten as características de grandes reservas, unha boa actividade de carbono, fácil ignición e compoñentes volátiles altos. Polo tanto, a biomasa é un combustible enerxético moi ideal e é moi adecuado para a conversión e utilización de combustión. A cinza residual despois da combustión de biomasa é rica en nutrientes requiridos por plantas como fósforo, calcio, potasio e magnesio, polo que se pode usar como fertilizante para volver ao campo. Dadas as enormes reservas de recursos e as vantaxes renovables únicas da enerxía da biomasa, actualmente considérase unha elección importante para o desenvolvemento nacional de enerxía por países de todo o mundo. A Comisión Nacional de Desenvolvemento e Reforma de China indicou claramente no "Plan de implementación para a utilización integral da palla de cultivo durante o Plan 12 de cinco anos" que a taxa de utilización integral da palla alcanzará o 75% ata 2013 e esforzarse por superar o 80% en 2015.
Como converter a enerxía de biomasa en enerxía de alta calidade, limpa e conveniente converteuse nun problema urxente a resolver. A tecnoloxía de densificación de biomasa é unha das formas eficaces de mellorar a eficiencia da incineración de enerxía de biomasa e facilitar o transporte. Na actualidade, hai catro tipos comúns de equipos de formación densa nos mercados domésticos e exteriores: máquina de partículas de extrusión en espiral, máquina de partículas de estampación de pistóns, máquina de partículas de moldes plana e máquina de partículas de molde. Entre eles, a máquina de pellet de anel é amplamente utilizada debido ás súas características como non necesidade de quentar durante a operación, amplos requisitos para o contido de humidade de materia prima (10% a 30%), gran saída da máquina única, alta densidade de compresión e bo efecto de formación. Non obstante, este tipo de máquinas de pellets xeralmente teñen desvantaxes como o fácil desgaste de moldes, a vida curta de servizo, os altos custos de mantemento e a substitución inconveniente. En resposta ás carencias anteriores da máquina de pellets de anel, o autor realizou un novo deseño de mellora na estrutura do molde de formación e deseñou un tipo de molde de formación de tipo con longa vida útil, baixo custo de mantemento e un mantemento conveniente. Mentres tanto, este artigo realizou unha análise mecánica do molde de formación durante o seu proceso de traballo.
1. Deseño de mellora da estrutura de moldes formando para o granulador de moldes de anel
1.1 Introdución ao proceso de formación de extrusións:A máquina de pellets de anel pódese dividir en dous tipos: vertical e horizontal, dependendo da posición do anel; Segundo a forma de movemento, pódese dividir en dúas formas de movemento diferentes: o rolo de prensado activo cun molde de anel fixo e o rolo de prensado activo cun molde de anel conducido. Este deseño mellorado está dirixido principalmente á máquina de partículas do molde do anel cun rolo de presión activa e un molde de anel fixo como forma de movemento. Consta principalmente de dúas partes: un mecanismo de transporte e un mecanismo de partículas de molde de anel. O molde do anel e o rolo de presión son os dous compoñentes do núcleo da máquina de pellet de moldes, con moitos buracos de moldes distribuídos ao redor do molde do anel, e o rolo de presión está instalado dentro do molde do anel. O rolo de presión está conectado ao fuso de transmisión e o molde do anel está instalado nun soporte fixo. Cando o fuso xira, conduce o rolo de presión para xirar. Principio de traballo: en primeiro lugar, o mecanismo de transporte transporta o material de biomasa esmagado nun determinado tamaño de partícula (3-5 mm) na cámara de compresión. A continuación, o motor conduce o eixe principal para conducir o rolo de presión para xirar e o rolo de presión móvese a unha velocidade constante para dispersar uniformemente o material entre o rolo de presión e o molde do anel, facendo que o molde do anel comprime e fricte co material, o rolo de presión co material e o material co material. Durante o proceso de espremer a fricción, a celulosa e a hemicelulosa no material combínanse entre si. Ao mesmo tempo, a calor xerada por espremer a fricción suaviza a lignina nun ligante natural, o que fai que a celulosa, a hemicelulosa e outros compoñentes se unan máis firmemente. Co recheo continuo de materiais de biomasa, a cantidade de material sometido a compresión e fricción nos buracos de molde formando continúa aumentando. Ao mesmo tempo, a forza de espremer entre a biomasa segue aumentando, e densa continuamente e formas no burato de moldura. Cando a presión de extrusión é maior que a forza de fricción, a biomasa extruída continuamente dos buratos de moldeo arredor do molde do anel, formando combustible de moldeo de biomasa cunha densidade de moldura de aproximadamente 1g/cm3.
1.2 Desgaste de moldes de formación:A saída da máquina única da máquina de pellet é grande, cun grao de automatización relativamente alto e unha forte adaptabilidade ás materias primas. Pódese utilizar amplamente para procesar diversas materias primas de biomasa, adecuadas para a produción a gran escala de combustibles de formación densa de biomasa e cumprir os requisitos de desenvolvemento da biomasa densa que forman a industrialización do combustible no futuro. Polo tanto, a máquina de pellet de anel é moi utilizada. Debido á posible presenza de pequenas cantidades de area e outras impurezas non de biomasa no material de biomasa procesada, é moi probable que cause un desgaste significativo no molde do anel da máquina de pellet. A vida útil do molde do anel calcúlase en función da capacidade de produción. Actualmente, a vida útil do molde de anel en China é de só 100-1000 t.
O fracaso do molde do anel prodúcese principalmente nos seguintes catro fenómenos: ① Despois de que o molde do anel funcione durante un período de tempo, a parede interna do burato do molde formado e a apertura aumenta, dando lugar a unha deformación significativa do combustible formado producido; ② A pendente de alimentación do burato de formación do molde do anel está desgastada, dando lugar a unha diminución da cantidade de material de biomasa espremida no burato, unha diminución da presión de extrusión e doado bloqueo do burato de formación, dando lugar ao fallo do molde do anel (figura 2); ③ Despois dos materiais da parede interna e reduce drasticamente a cantidade de descarga (figura 3);
④ Despois do desgaste do burato interno do molde do anel, o grosor da parede entre as pezas de molde adxacente l faise máis fino, obtendo unha diminución da resistencia estrutural do molde do anel. As fisuras son propensas a producirse na sección máis perigosa e, a medida que as fendas seguen estendéndose, prodúcese o fenómeno da fractura do molde de anel. O motivo principal para o desgaste doado e a vida curta do molde do anel é a estrutura razoable do molde de anel de formación (o molde do anel está integrado cos buracos de moldes). A estrutura integrada dos dous é propensa a tales resultados: ás veces se desgastan uns poucos buracos de moldes do molde do anel e non poden funcionar, hai que substituír todo o molde do anel, o que non só trae inconvenientes para o traballo de reposición, senón que tamén provoca grandes residuos económicos e aumenta os custos de mantemento.
1.3 Deseño de mellora estrutural da formación de moldesPara prolongar a vida útil do molde de anel da máquina de pellets, reducir o desgaste, facilitar a substitución e reducir os custos de mantemento, é necesario realizar un novo deseño de mellora na estrutura do molde do anel. Na figura 4 móstrase o molde de moldeo incrustado e a estrutura da cámara de compresión mellorada móstrase na figura 4. A figura 5 mostra a vista transversal do molde de moldura mellorado.
Este deseño mellorado está dirixido principalmente á máquina de partículas do molde do anel cunha forma de movemento de rolo de presión activa e molde de anel fixo. O molde do anel inferior está fixado no corpo e os dous rolos de presión están conectados ao eixe principal a través dunha placa de conexión. O molde de formación está incrustado no molde do anel inferior (usando o axuste de interferencia) e o molde do anel superior está fixado no molde do anel inferior a través de parafusos e apertado no molde de formación. Ao mesmo tempo, para evitar que o molde de formación se rebote debido á forza despois de que o rolo de presión se rodea e se mova radialmente ao longo do molde do anel, úsanse parafusos de contrapes para fixar o molde de formación aos moldes do anel superior e inferior respectivamente. Para reducir a resistencia do material que entra no burato e fai que sexa máis conveniente entrar no burato do molde. O ángulo cónico do burato de alimentación do molde de formación deseñado é de 60 ° a 120 °.
O deseño estrutural mellorado do molde de formación ten as características da vida multi -ciclo e da longa vida útil. Cando a máquina de partículas funciona durante un período de tempo, a perda de fricción fai que a abertura do molde de formación se faga máis grande e pasiva. Cando o molde de formación desgastado é eliminado e expandido, pódese usar para a produción doutras especificacións de formación de partículas. Isto pode conseguir a reutilización de moldes e aforrar custos de mantemento e substitución.
Para prolongar a vida útil do granulador e reducir os custos de produción, o rolo de presión adopta aceiro de alta manganeso de alto carbono con boa resistencia ao desgaste, como 65MN. O molde de formación debe estar feito de aceiro carburizado de aliaxe ou aliaxe de cromo de níquel baixo carbono, como conter CR, Mn, TI, etc. Debido á mellora da cámara de compresión, a forza de fricción experimentada polos moldes do anel superior e inferior durante a operación é relativamente pequena en comparación co molde formado. Polo tanto, o aceiro carbono ordinario, como o aceiro 45, pódese usar como material para a cámara de compresión. En comparación cos moldes de anel de formación integrados tradicionais, pode reducir o uso de aceiro caro de aliaxe, reducindo así os custos de produción.
2. Análise mecánica do molde de formación da máquina de pellet de moldes durante o proceso de traballo do molde de formación.
Durante o proceso de moldura, a lignina no material está completamente suavizada debido ao ambiente de alta presión e alta temperatura xerado no molde de moldura. Cando a presión de extrusión non está aumentando, o material sofre plastificación. O material flúe ben despois da plastificación, polo que a lonxitude pódese definir en d. O molde de formación considérase como un vaso de presión e a tensión no molde de formación simplifícase.
A través da análise de cálculo mecánico anterior, pódese concluír que para obter a presión en calquera punto dentro do molde de formación, é necesario determinar a cepa circunferencial nese punto dentro do molde de formación. A continuación, pódese calcular a forza e a presión de fricción nesa ubicación.
3. Conclusión
Este artigo propón un novo deseño de mellora estrutural para o molde formador do pelletizador de moldes. O uso de moldes de formación incrustados pode reducir eficazmente o desgaste do molde, ampliar a vida do ciclo do molde, facilitar a substitución e o mantemento e reducir os custos de produción. Ao mesmo tempo, realizouse unha análise mecánica no molde de formación durante o seu proceso de traballo, proporcionando unha base teórica para máis investigacións no futuro.
Tempo de publicación: FEB-22-2024