烟秆和木屑生物质颗粒燃料成型工艺参数优化
发布时间：2021-11-03 20:22
文章以烟秆和木屑为研究对象,首先研究了当生物质成型颗粒的成型特性最佳时,烟秆和木屑的混合比,并在此基础上进行了单因素试验和多因素正交试验,得到了关于生物质成型颗粒径向抗压力和密度的回归方程。研究结果表明:当烟秆含量为50%时,生物质成型颗粒的成型特性最佳;成型温度、原料含水率和成型压力对生物质成型颗粒密度和径向抗压力影响的大小顺序均为成型压力﹥成型温度﹥原料含水率;当成型压力为6.5 kN,成型温度为101℃,原料含水率为13.5%时,生物质成型颗粒的径向抗压力取得最大值1.73 kN,颗粒密度取得最大值1 334.56 kg/m3。
【文章来源】：可再生能源. 2019,37(05)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
生物质颗粒成（a）生物质颗粒成型模具底座
110，120℃，原料含水率的梯度为10%，12%，14%，16%，18%，成型压力的梯度为1.5，3.0，4.5，6.0，7.5kN。每个梯度压制50粒，冷却后放于密封袋中备用。从每个水平的50粒样品中随机选择10粒生物质颗粒进行颗粒密度和径向抗压力的测试，记录并计算平均值。1.3.3多因素正交试验以单因素试验的结果为基础，进行多因素的正交试验，正交试验的因素及水平见表2。2结果与分析2.1混合比例试验的结果与分析在成型压力为6.0kN、成型温度为100℃、原料含水率为16%的条件下，原料中烟秆含量对成型颗粒燃料成型特性的影响如图2所示。从图2可以看出，随着原料中烟秆含量的减少，成型颗粒的密度和径向抗压力均呈现出先上升后下降的变化趋势。这是因为不同材料中的纤维素、半纤维素、木质素和蛋白质等天然粘结剂的含量不同，在一定的生产条件下，这些粘结剂会促进生物质颗粒的成型。由于烟秆和木屑中各种起粘结和加强颗粒自身牢固作用的成分的含量有所不同，因此，当烟秆和木屑的混合比例合适时，有利于生物质颗粒的成型并提升生物质颗粒的品质。当原料中的烟秆含量由100%降低到50%时，成型颗粒的密度由1128.56kg/m3增加到1361.03kg/m3，增加了20.59%，径向抗压力由1.151kN增加到1.436kN，增加了24.76%；当原料中的烟秆含量继续减少直至原料全部为木屑时，成型颗粒的密度由1361.03kg/m3降低到1217.59kg/m3，降低了10.53%，径向抗压力由1.436kN降低到1.276kN，降低了11.14%。因此，当原料中的烟秆含量为50%时，生物质成型颗粒的成型品质最佳。2.2单因素试验结果与分析2.2.1成型温度对成型颗粒成型特性的影响在成型压力为6.0kN，原料含水率为16%的成型条件下，成型温度对成型颗粒成型特性的影响如图3所示。从图3可?
?128.56kg/m3增加到1361.03kg/m3，增加了20.59%，径向抗压力由1.151kN增加到1.436kN，增加了24.76%；当原料中的烟秆含量继续减少直至原料全部为木屑时，成型颗粒的密度由1361.03kg/m3降低到1217.59kg/m3，降低了10.53%，径向抗压力由1.436kN降低到1.276kN，降低了11.14%。因此，当原料中的烟秆含量为50%时，生物质成型颗粒的成型品质最佳。2.2单因素试验结果与分析2.2.1成型温度对成型颗粒成型特性的影响在成型压力为6.0kN，原料含水率为16%的成型条件下，成型温度对成型颗粒成型特性的影响如图3所示。从图3可以看出，成型颗粒的密度和径向抗压力均随着成型温度的升高而呈现出先上升后下降的变化趋势。当成型温度由80℃升高至100℃时，成型颗粒的密度由1160.2kg/m3增大到了1252.14kg/m3，径向抗压力由1.145kN增加至1.253kN，此时生物质成型颗粒的成型特性最好；当成型温度由100℃升高至120℃时，成型颗粒的密度由1252.14kg/m3降低至1230.22kg/m3，径向抗压力由1.253kN降低至1.115kN。这是因为在一定的成型条件下，适当地提升成型温度会影响原料内部的蛋白质、木质素和纤维素的粘结效果，使得原料变得软化，更易成型；如果成型温度过高，就会破坏原料内部蛋白质和其他粘结剂的粘结特性，过高的成型温度还会导致原料内部成分的变质，甚至变得焦糊，使得制表2正交试验的因素与水平Table2Factorsandlevelsoforthogonalexperiment因素成型压力/kN成型温度/℃原料含水率/%A4.59012B6.010014C7.511016水平图2烟秆含量对成型颗粒成型特性的影响Fig.2EffectofTobaccostemscontentonmoldingcharacteristicsofmoldingparticles密度/kg·m-31400135013001250120011
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质燃料的成型工艺及微观成型机理研究[J]. 任珊珊,葛正浩,张正钧. 可再生能源. 2018(02)
[2]菌苞、木屑和烟秆颗粒燃料成型特性研究[J]. 张得政,张霞,杨飞,何东成,刘芮,蔡宗寿. 农机化研究. 2017(10)
[3]基于农业供给侧结构性改革背景的秸秆资源与利用研究[J]. 王亚静,王飞,石祖梁,高春雨,王红彦,毕于运. 中国农业资源与区划. 2017(06)
[4]水葫芦颗粒燃料成型工艺优化[J]. 张霞,蔡宗寿,张得政,张哲. 农业工程学报. 2016(05)
[5]环境规制拐点与政府环境治理思维调整[J]. 王彩霞. 宏观经济研究. 2016(02)
[6]桉树皮和桑枝制备颗粒燃料成型工艺研究[J]. 黎演明,黄志民,韦光贤,李俊晓. 广西科学. 2015(06)
[7]水稻秸秆冷压成型工艺参数优化[J]. 涂德浴,李安心,何贵生. 中国农业科技导报. 2015(03)
[8]生物质成型燃料致密成型机理及品质评价指标[J]. 张霞,蔡宗寿,陈丽红,陈颖,张永华. 可再生能源. 2014(12)
[9]生物质成型燃料加工技术与装备的研究[J]. 肖宏儒,宋卫东,钟成义,秦广明. 农业工程技术(新能源产业). 2009(10)
本文编号：3474291
【文章来源】：可再生能源. 2019,37(05)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
生物质颗粒成（a）生物质颗粒成型模具底座
110，120℃，原料含水率的梯度为10%，12%，14%，16%，18%，成型压力的梯度为1.5，3.0，4.5，6.0，7.5kN。每个梯度压制50粒，冷却后放于密封袋中备用。从每个水平的50粒样品中随机选择10粒生物质颗粒进行颗粒密度和径向抗压力的测试，记录并计算平均值。1.3.3多因素正交试验以单因素试验的结果为基础，进行多因素的正交试验，正交试验的因素及水平见表2。2结果与分析2.1混合比例试验的结果与分析在成型压力为6.0kN、成型温度为100℃、原料含水率为16%的条件下，原料中烟秆含量对成型颗粒燃料成型特性的影响如图2所示。从图2可以看出，随着原料中烟秆含量的减少，成型颗粒的密度和径向抗压力均呈现出先上升后下降的变化趋势。这是因为不同材料中的纤维素、半纤维素、木质素和蛋白质等天然粘结剂的含量不同，在一定的生产条件下，这些粘结剂会促进生物质颗粒的成型。由于烟秆和木屑中各种起粘结和加强颗粒自身牢固作用的成分的含量有所不同，因此，当烟秆和木屑的混合比例合适时，有利于生物质颗粒的成型并提升生物质颗粒的品质。当原料中的烟秆含量由100%降低到50%时，成型颗粒的密度由1128.56kg/m3增加到1361.03kg/m3，增加了20.59%，径向抗压力由1.151kN增加到1.436kN，增加了24.76%；当原料中的烟秆含量继续减少直至原料全部为木屑时，成型颗粒的密度由1361.03kg/m3降低到1217.59kg/m3，降低了10.53%，径向抗压力由1.436kN降低到1.276kN，降低了11.14%。因此，当原料中的烟秆含量为50%时，生物质成型颗粒的成型品质最佳。2.2单因素试验结果与分析2.2.1成型温度对成型颗粒成型特性的影响在成型压力为6.0kN，原料含水率为16%的成型条件下，成型温度对成型颗粒成型特性的影响如图3所示。从图3可?
?128.56kg/m3增加到1361.03kg/m3，增加了20.59%，径向抗压力由1.151kN增加到1.436kN，增加了24.76%；当原料中的烟秆含量继续减少直至原料全部为木屑时，成型颗粒的密度由1361.03kg/m3降低到1217.59kg/m3，降低了10.53%，径向抗压力由1.436kN降低到1.276kN，降低了11.14%。因此，当原料中的烟秆含量为50%时，生物质成型颗粒的成型品质最佳。2.2单因素试验结果与分析2.2.1成型温度对成型颗粒成型特性的影响在成型压力为6.0kN，原料含水率为16%的成型条件下，成型温度对成型颗粒成型特性的影响如图3所示。从图3可以看出，成型颗粒的密度和径向抗压力均随着成型温度的升高而呈现出先上升后下降的变化趋势。当成型温度由80℃升高至100℃时，成型颗粒的密度由1160.2kg/m3增大到了1252.14kg/m3，径向抗压力由1.145kN增加至1.253kN，此时生物质成型颗粒的成型特性最好；当成型温度由100℃升高至120℃时，成型颗粒的密度由1252.14kg/m3降低至1230.22kg/m3，径向抗压力由1.253kN降低至1.115kN。这是因为在一定的成型条件下，适当地提升成型温度会影响原料内部的蛋白质、木质素和纤维素的粘结效果，使得原料变得软化，更易成型；如果成型温度过高，就会破坏原料内部蛋白质和其他粘结剂的粘结特性，过高的成型温度还会导致原料内部成分的变质，甚至变得焦糊，使得制表2正交试验的因素与水平Table2Factorsandlevelsoforthogonalexperiment因素成型压力/kN成型温度/℃原料含水率/%A4.59012B6.010014C7.511016水平图2烟秆含量对成型颗粒成型特性的影响Fig.2EffectofTobaccostemscontentonmoldingcharacteristicsofmoldingparticles密度/kg·m-31400135013001250120011
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质燃料的成型工艺及微观成型机理研究[J]. 任珊珊,葛正浩,张正钧. 可再生能源. 2018(02)
[2]菌苞、木屑和烟秆颗粒燃料成型特性研究[J]. 张得政,张霞,杨飞,何东成,刘芮,蔡宗寿. 农机化研究. 2017(10)
[3]基于农业供给侧结构性改革背景的秸秆资源与利用研究[J]. 王亚静,王飞,石祖梁,高春雨,王红彦,毕于运. 中国农业资源与区划. 2017(06)
[4]水葫芦颗粒燃料成型工艺优化[J]. 张霞,蔡宗寿,张得政,张哲. 农业工程学报. 2016(05)
[5]环境规制拐点与政府环境治理思维调整[J]. 王彩霞. 宏观经济研究. 2016(02)
[6]桉树皮和桑枝制备颗粒燃料成型工艺研究[J]. 黎演明,黄志民,韦光贤,李俊晓. 广西科学. 2015(06)
[7]水稻秸秆冷压成型工艺参数优化[J]. 涂德浴,李安心,何贵生. 中国农业科技导报. 2015(03)
[8]生物质成型燃料致密成型机理及品质评价指标[J]. 张霞,蔡宗寿,陈丽红,陈颖,张永华. 可再生能源. 2014(12)
[9]生物质成型燃料加工技术与装备的研究[J]. 肖宏儒,宋卫东,钟成义,秦广明. 农业工程技术(新能源产业). 2009(10)
本文编号：3474291
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3474291.html
