棉秸秆成型车的改进设计与试验研究

发布时间：2020-05-07 16:13

【摘要】：棉秸秆成型车是一个小型化、集成化的生物质固体燃料生产设备。论文通过对前期研发设备的改进设计与试验研究,从而提高生物质固体燃料的品质与设备生产效率。通过对棉花秸秆理化特性的研究,为以新疆农业科学院农业机械化研究所研制的4FY-0.8B型成型车为基础的棉秸秆成型车提供理论指导,进行棉秸秆成型车的改进设计与试验研究。主要研究内容和结论如下:(1)测定棉秸秆基本特性。测定新疆地区新陆早45号棉秸秆的部分基本物理与化学特性,得到棉秸秆的含水率、平均粒度、松散密度、休止角、悬浮速度等分别为21.8±3.2%、7.5mm、300±20kg/m3、71±2°、8±2.7m/s。(2)棉秸秆成型车气力输送系统的改进以及流体仿真。分析得出生物质棉秸秆输送特性参数中气力输送系统风量较好的值为1460m3/h,风压为3248Pa;对输送设备的结构进行改进设计及优化,具体为:气力输送管路参数管厚δ确定为3mm,各弯管处弯曲半径为180mm;重新确立了分离器的尺寸参数直径D为350mm,总高度为1130mm;关风器的容量为4L/r。(3)棉秸秆成型车螺旋输送系统的改进。螺旋输送系统的改进具体为:O型斜置单螺旋改变为U型水平双螺旋;简化了成型车的工作流程,优化了成型车上各部件的空间位置。(4)棉秸秆成型车控制系统硬件的改进。优化了棉秸秆成型车工作平台的线路走向,提高了生物质固体成型车车载空间的布局,实现装备的操作方便、控制简单易懂。(5)棉秸秆成型车工作参数优选正交试验研究。通过对棉秸秆成型车成型设备的工作参数优选正交试验,分析得出:当成型车的工作参数设定为压型机预热温度为90℃、棉秸秆含水率为18%、棉秸秆颗粒粒度为筛网孔径为6mm时,成型车的工作性能最佳,固体燃料的成型率可达87.5%。
【图文】：

国际能源署,薪柴,固体燃料

图 1-2 亚洲地区生物质燃料预计生产量生物质燃料分为固体燃料和液体燃料，其中固体燃料是通过物理方式获得的，从转换方式、制造工艺上来说更加符合发展中国家的需求。图 1-3 是国际能源署统计的薪柴区域生产量（a）和生物质固体燃料区域生产量（b）的有关数据[10]，从图中可以看出亚洲地区的薪柴使用量在增加，在 2013 年时，生物质固体燃料总量为全球的 40%，显然生物质固体燃料在亚洲地区具有很大的发展潜力。

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a b图 1-3 1990-2013 年薪柴区域生产量(a)与生物质固体燃料区域生产量(b)在中国，生物质固体燃料技术拥有很大的发展潜力，主要有两个方面：一方面，中国生物质资源丰富。现有统计资料显示可作为能源物质的生物质资源量可折合为标准煤大约 3 亿~4 亿吨[11]，且随着土地的高效化开发利用，，生物质资源量还有很大的增长空间。另一方面，中国政府在可再生能源上的政策倾斜。最早于2007年时，国务院就在《可再生能源中长期发展规划》中对重点发展领域做出了说明，规划中指明：根据中国经济社会发展的需求以及生物质能源利用状况，有针对性的重点发展生物质发电、沼气、生物质固体成型燃料和生物质液体燃料。规划中对生物质固体成型燃料的中长期规划中指出：到2020年，生物质固体成型燃料年利用率达到5000万吨[12]。从以上可以看出，生物质固体燃料在中国拥有很大的发展空间，并在今后，中国的
【学位授予单位】：新疆农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TK6

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