生物质常温开模致密成型研究

发布时间：2020-06-02 09:20

【摘要】：生物质常温开模挤压成型块状燃料技术是制造生物质成型燃料技术之一,比加热成型技术和常温闭模成型技术工艺更加简化,生产过程更加节能,论文首次对这种成型方式进行探索性试验研究,力求找到一些适合的工艺参数。论文以林业公益性行业专项“木本灌木资源产业化促进沙荒地植被恢复技术研究”为依托,以“948”引进项目“生物质成型燃料高压致密成型技术引进”的成果为基础,在实验室自行研制的生物质常温开模成型试验台上,进行多种生物质原料的压缩成型和应力松弛实验,利用SPSS18和Excel2007对数据进行分析；借助德国LeicaS8 APO型体视显微镜,对成型块的端面显微结构图像进行了研究；用ZDWH-8型高精度微机全自动量热仪,对成型块的热值进行了测试。试验结论如下： 1.随着生物质原料含水率增加,成型块密度和成型压力都是由小变大再变小,在原料含水率不变的情况下,随模具锥度增大、长度减小成型块密度降低,当原料含水率大到一定值时,不能成型。首次得出草坪草原料含水率在8%17%,模具锥度15°—25°时,挤出的草坪草密度都在0.9g/cm~3以上,含水率11%、模具锥度25°时,成型块密度达到最大值1.10g/cm~3,含水率在20%及以上时,挤出的草坪草密度都在0.9g/cm~3以下,成型效果差或不成型。 2.生物质原料含不同大小颗粒的量如果比例适宜,有利于小颗粒填充在大颗粒的空隙之间,成型密度可达到最大值,成型效果最好。首次得出林木类生物质颗粒度在5mm——20mm,模具锥度40°、出口直径50mm时,可达到最大成型密度。 3.相同模具时,秸秆类的玉米秸秆成型压力和成型密度最大,草坪草的成型压力和成型密度最小,林木类原料的成型压力和成型密度居中 4.首次提出生物质常温开模致密成型过程中,成型块的应力松弛模力学拟模型是一个[M]并联一个[H],应力松弛方程式是σ(t)=Ae-t/T+σe。 5.生物质原料愈靠近模腔壁受阻力愈大,愈接近轴心线受阻力愈小,轴心线附近的物料较外层物料运动速度快,由成型棒中心轴线向表面,密度逐渐增大,首次发现生物质常温开模成型块两端面,分别是内凹和外凸的曲面,首次在显微图像中发现,成型块芯部颗粒的间隙比边部大,挤压使生物质颗粒变形和纤维间相互缠结,相互嵌套不松散。 6.林木生物质的氧弹热值最大,达到4000～4500卡/克；农作物秸秆(玉米秸)的次之,为3866卡/克；草类物料(草坪草)的最低,为3802卡/克。
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TK6

【引证文献】