Disebabkan oleh bahan berbahaya yang lebih rendah seperti abu, nitrogen, dan sulfur dalam biojisim berbanding tenaga mineral, ia mempunyai ciri-ciri rizab yang besar, aktiviti karbon yang baik, penyalaan yang mudah, dan komponen meruap yang tinggi. Oleh itu, biojisim merupakan bahan api tenaga yang sangat ideal dan sangat sesuai untuk penukaran dan penggunaan pembakaran. Abu sisa selepas pembakaran biojisim kaya dengan nutrien yang diperlukan oleh tumbuhan seperti fosforus, kalsium, kalium, dan magnesium, jadi ia boleh digunakan sebagai baja untuk kembali ke ladang. Memandangkan rizab sumber yang sangat besar dan kelebihan tenaga biojisim yang boleh diperbaharui yang unik, ia kini dianggap sebagai pilihan penting untuk pembangunan tenaga baharu negara oleh negara-negara di seluruh dunia. Suruhanjaya Pembangunan dan Pembaharuan Negara China telah menyatakan dengan jelas dalam "Pelan Pelaksanaan untuk Penggunaan Komprehensif Jerami Tanaman semasa Pelan Lima Tahun ke-12" bahawa kadar penggunaan jerami yang komprehensif akan mencapai 75% menjelang 2013, dan berusaha untuk melebihi 80% menjelang 2015.
Cara menukar tenaga biojisim kepada tenaga yang berkualiti tinggi, bersih dan mudah telah menjadi masalah segera yang perlu diselesaikan. Teknologi pemadatan biojisim adalah salah satu cara yang berkesan untuk meningkatkan kecekapan pembakaran tenaga biojisim dan memudahkan pengangkutan. Pada masa ini, terdapat empat jenis peralatan pembentukan padat yang biasa di pasaran domestik dan asing: mesin zarah penyemperitan lingkaran, mesin zarah setem omboh, mesin zarah acuan rata dan mesin zarah acuan cincin. Antaranya, mesin pelet acuan cincin digunakan secara meluas kerana ciri-cirinya seperti tidak perlu dipanaskan semasa operasi, keperluan yang luas untuk kandungan lembapan bahan mentah (10% hingga 30%), output mesin tunggal yang besar, ketumpatan mampatan yang tinggi dan kesan pembentukan yang baik. Walau bagaimanapun, mesin pelet jenis ini secara amnya mempunyai kelemahan seperti mudah haus acuan, jangka hayat yang pendek, kos penyelenggaraan yang tinggi dan penggantian yang menyusahkan. Sebagai tindak balas kepada kekurangan mesin pelet acuan cincin di atas, penulis telah membuat reka bentuk penambahbaikan baharu pada struktur acuan pembentukan dan mereka bentuk acuan pembentukan jenis set dengan jangka hayat yang panjang, kos penyelenggaraan yang rendah dan penyelenggaraan yang mudah. Sementara itu, artikel ini menjalankan analisis mekanikal acuan pembentukan semasa proses kerjanya.
1. Reka Bentuk Penambahbaikan Struktur Acuan Pembentuk untuk Granulator Acuan Cincin
1.1 Pengenalan kepada Proses Pembentukan Penyemperitan:Mesin pelet acuan cincin boleh dibahagikan kepada dua jenis: menegak dan mendatar, bergantung pada kedudukan acuan cincin; Mengikut bentuk gerakan, ia boleh dibahagikan kepada dua bentuk gerakan yang berbeza: penggelek penekan aktif dengan acuan cincin tetap dan penggelek penekan aktif dengan acuan cincin pemacu. Reka bentuk yang dipertingkatkan ini terutamanya ditujukan kepada mesin zarah acuan cincin dengan penggelek tekanan aktif dan acuan cincin tetap sebagai bentuk gerakan. Ia terutamanya terdiri daripada dua bahagian: mekanisme penghantar dan mekanisme zarah acuan cincin. Acuan cincin dan penggelek tekanan adalah dua komponen teras mesin pelet acuan cincin, dengan banyak lubang acuan pembentuk yang diagihkan di sekitar acuan cincin, dan penggelek tekanan dipasang di dalam acuan cincin. Penggelek tekanan disambungkan ke gelendong penghantaran, dan acuan cincin dipasang pada pendakap tetap. Apabila gelendong berputar, ia memacu penggelek tekanan untuk berputar. Prinsip kerja: Pertama, mekanisme penghantar mengangkut bahan biojisim yang dihancurkan ke dalam saiz zarah tertentu (3-5mm) ke dalam ruang mampatan. Kemudian, motor memacu aci utama untuk memacu penggelek tekanan berputar, dan penggelek tekanan bergerak pada kelajuan yang tetap untuk menyebarkan bahan secara sekata antara penggelek tekanan dan acuan cincin, menyebabkan acuan cincin mampat dan geseran dengan bahan, penggelek tekanan dengan bahan, dan bahan dengan bahan. Semasa proses geseran pemampatan, selulosa dan hemiselulosa dalam bahan bergabung antara satu sama lain. Pada masa yang sama, haba yang dihasilkan oleh geseran pemampatan melembutkan lignin menjadi pengikat semula jadi, yang menjadikan selulosa, hemiselulosa dan komponen lain terikat lebih kuat bersama. Dengan pengisian bahan biojisim yang berterusan, jumlah bahan yang tertakluk kepada mampatan dan geseran dalam lubang acuan pembentuk terus meningkat. Pada masa yang sama, daya pemampatan antara biojisim terus meningkat, dan ia terus menjadi padat dan terbentuk dalam lubang pengacuan. Apabila tekanan penyemperitan lebih besar daripada daya geseran, biojisim diekstrusi secara berterusan dari lubang pengacuan di sekitar acuan cincin, membentuk bahan api pengacuan biojisim dengan ketumpatan pengacuan kira-kira 1g/Cm3.
1.2 Haus Acuan Pembentuk:Output mesin tunggal mesin pelet adalah besar, dengan tahap automasi yang agak tinggi dan kebolehsuaian yang kuat terhadap bahan mentah. Ia boleh digunakan secara meluas untuk memproses pelbagai bahan mentah biojisim, sesuai untuk pengeluaran bahan api pembentuk padat biojisim berskala besar, dan memenuhi keperluan pembangunan perindustrian bahan api pembentuk padat biojisim pada masa hadapan. Oleh itu, mesin pelet acuan cincin digunakan secara meluas. Disebabkan kemungkinan kehadiran sejumlah kecil pasir dan bendasing bukan biojisim lain dalam bahan biojisim yang diproses, ia berkemungkinan besar menyebabkan haus dan lusuh yang ketara pada acuan cincin mesin pelet. Jangka hayat acuan cincin dikira berdasarkan kapasiti pengeluaran. Pada masa ini, jangka hayat acuan cincin di China hanya 100-1000t.
Kegagalan acuan cincin terutamanya berlaku dalam empat fenomena berikut: ① Selepas acuan cincin berfungsi untuk tempoh masa tertentu, dinding dalaman lubang acuan pembentuk haus dan apertur meningkat, mengakibatkan ubah bentuk ketara bahan api yang terbentuk; ② Cerun pemakanan lubang acuan acuan cincin haus, mengakibatkan penurunan jumlah bahan biojisim yang diperah ke dalam lubang acuan, penurunan tekanan penyemperitan, dan penyumbatan lubang acuan pembentuk yang mudah, yang membawa kepada kegagalan acuan cincin (Rajah 2); ③ Selepas bahan dinding dalaman dan jumlah pelepasan yang ketara dikurangkan (Rajah 3);
④ Selepas lubang dalam acuan cincin haus, ketebalan dinding antara kepingan acuan bersebelahan L menjadi lebih nipis, mengakibatkan penurunan kekuatan struktur acuan cincin. Retakan mudah berlaku di bahagian yang paling berbahaya, dan apabila retakan terus memanjang, fenomena keretakan acuan cincin berlaku. Sebab utama mudah haus dan jangka hayat acuan cincin yang pendek adalah struktur acuan cincin pembentuk yang tidak munasabah (acuan cincin disepadukan dengan lubang acuan pembentuk). Struktur bersepadu kedua-duanya terdedah kepada hasil sedemikian: kadangkala apabila hanya beberapa lubang acuan pembentuk acuan cincin haus dan tidak boleh berfungsi, keseluruhan acuan cincin perlu diganti, yang bukan sahaja membawa kesulitan kepada kerja penggantian, tetapi juga menyebabkan pembaziran ekonomi yang besar dan meningkatkan kos penyelenggaraan.
1.3 Reka Bentuk Penambahbaikan Struktur Acuan PembentukUntuk memanjangkan hayat perkhidmatan acuan cincin mesin pelet, mengurangkan haus, memudahkan penggantian, dan mengurangkan kos penyelenggaraan, adalah perlu untuk menjalankan reka bentuk penambahbaikan baharu pada struktur acuan cincin. Acuan acuan terbenam telah digunakan dalam reka bentuk, dan struktur ruang mampatan yang dipertingkatkan ditunjukkan dalam Rajah 4. Rajah 5 menunjukkan pandangan keratan rentas acuan acuan yang dipertingkatkan.
Reka bentuk yang dipertingkatkan ini terutamanya ditujukan kepada mesin zarah acuan cincin dengan bentuk gerakan penggelek tekanan aktif dan acuan cincin tetap. Acuan cincin bawah dipasang pada badan, dan dua penggelek tekanan disambungkan ke aci utama melalui plat penyambung. Acuan pembentuk dibenamkan pada acuan cincin bawah (menggunakan padanan gangguan), dan acuan cincin atas dipasang pada acuan cincin bawah melalui bolt dan diapit pada acuan pembentuk. Pada masa yang sama, untuk mengelakkan acuan pembentuk daripada melantun semula akibat daya selepas penggelek tekanan bergolek dan bergerak secara jejari di sepanjang acuan cincin, skru counterbenk digunakan untuk memasang acuan pembentuk pada acuan cincin atas dan bawah masing-masing. Untuk mengurangkan rintangan bahan yang memasuki lubang dan menjadikannya lebih mudah untuk memasuki lubang acuan. Sudut kon lubang penyuapan acuan pembentuk yang direka bentuk ialah 60° hingga 120°.
Reka bentuk struktur acuan pembentuk yang dipertingkatkan mempunyai ciri-ciri berbilang kitaran dan jangka hayat yang panjang. Apabila mesin zarah berfungsi untuk tempoh masa tertentu, kehilangan geseran menyebabkan apertur acuan pembentuk menjadi lebih besar dan pasif. Apabila acuan pembentuk yang haus ditanggalkan dan dikembangkan, ia boleh digunakan untuk penghasilan spesifikasi zarah pembentuk yang lain. Ini dapat mencapai penggunaan semula acuan dan menjimatkan kos penyelenggaraan dan penggantian.
Untuk memanjangkan hayat perkhidmatan granulator dan mengurangkan kos pengeluaran, penggelek tekanan menggunakan keluli mangan tinggi karbon tinggi dengan rintangan haus yang baik, seperti 65Mn. Acuan pembentuk hendaklah diperbuat daripada keluli karburasi aloi atau aloi kromium nikel rendah karbon, seperti yang mengandungi Cr, Mn, Ti, dan sebagainya. Disebabkan peningkatan ruang mampatan, daya geseran yang dialami oleh acuan cincin atas dan bawah semasa operasi agak kecil berbanding acuan pembentuk. Oleh itu, keluli karbon biasa, seperti keluli 45, boleh digunakan sebagai bahan untuk ruang mampatan. Berbanding dengan acuan cincin pembentuk bersepadu tradisional, ia boleh mengurangkan penggunaan keluli aloi yang mahal, sekali gus mengurangkan kos pengeluaran.
2. Analisis mekanikal acuan pembentuk mesin pelet acuan cincin semasa proses kerja acuan pembentuk.
Semasa proses pengacuan, lignin dalam bahan dilembutkan sepenuhnya disebabkan oleh persekitaran tekanan tinggi dan suhu tinggi yang dihasilkan dalam acuan pengacuan. Apabila tekanan penyemperitan tidak meningkat, bahan tersebut mengalami pemplastikan. Bahan mengalir dengan baik selepas pemplastikan, jadi panjangnya boleh ditetapkan kepada d. Acuan pembentuk dianggap sebagai bekas tekanan, dan tekanan pada acuan pembentuk dipermudahkan.
Melalui analisis pengiraan mekanikal di atas, dapat disimpulkan bahawa untuk mendapatkan tekanan pada mana-mana titik di dalam acuan pembentuk, adalah perlu untuk menentukan terikan lilitan pada titik di dalam acuan pembentuk tersebut. Kemudian, daya geseran dan tekanan di lokasi tersebut dapat dikira.
3. Kesimpulan
Artikel ini mencadangkan reka bentuk penambahbaikan struktur baharu untuk acuan pembentuk pelet acuan cincin. Penggunaan acuan pembentuk terbenam dapat mengurangkan haus acuan dengan berkesan, memanjangkan hayat kitaran acuan, memudahkan penggantian dan penyelenggaraan, dan mengurangkan kos pengeluaran. Pada masa yang sama, analisis mekanikal telah dijalankan pada acuan pembentuk semasa proses kerjanya, menyediakan asas teori untuk penyelidikan lanjut pada masa hadapan.
Masa siaran: 22 Feb-2024