卧式螺旋堆肥原料预混试验装置设计及试验

发布时间：2020-11-19 23:03

　　 随着我国农牧业的大力发展,产生了大量的农村有机固体废弃物,主要以畜禽粪污与秸秆为主,大量废弃物垃圾被偷排偷放,肆意焚烧填埋,对周边环境造成了严重污染。堆肥化处理是农村有机固体废弃物减量化、资源化与无害化处理的重要途径。本文研制了一种卧式螺旋堆肥原料预混试验装置,可为有机固体废弃物肥料化处理提供关键技术与装备支持,推进有机废弃物资源化利用,农业可持续发展。根据堆肥对原料预混合设备的工艺要求,结合堆肥原料间理化性质差异较大,流动性低,粘度大等特点,确立了卧式螺旋堆肥原料预混试验装置整体结构。本文重点对混料机箱体、混料轴结构、混料轴螺旋升角、混料轴转速、混料轴功率、电机选型、传动系统及控制系统进行了分析与设计。完成了虚拟样机的三维建模,对关键部件混料轴进行了静应力分析。基于EDEM离散元仿真软件,对猪粪离散元颗粒模型进行了参数标定,确定了猪粪颗粒标定后离散元模型最佳参数组合为JKR表面能0.03J/m~2、猪粪-猪粪滚动摩擦系数0.27、猪粪-猪粪颗粒间碰撞恢复系数0.54。通过开展仿真模拟情况下的正交试验,对影响混料机混料均匀度的三个影响因素进行了参数优化,确定了在仿真模拟状态下当前混料轴设计参数最优组合为混料时间90s,主轴转速30r/min,螺旋升角10°。进行了混料机性能试验,分别以混合物料C/N比,含水率、PH值为评价指标采用统计学方法进行计算,以样本间离散系数表示物料混合均匀程度,离散系数分别为:6%、6%、10%,试验结果表明混料机对堆肥原料的混合均匀度满足混料机设计要求。使用混合均匀后的物料开展了好氧堆肥试验,通过监测堆体温度、含水率、挥发分、种子发芽指数等指标,分析指标变化趋势,确定堆体符合无害化标准,腐熟后物料各项指标皆满足国家标准。
【学位单位】：黑龙江八一农垦大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S224.22;X713
【部分图文】：

鲜基/% 干基/%C N P K C N P 13.76 0.55 0.25 0.29 41.38 2.09 0.90 10.41 0.38 0.10 0.23 36.78 1.67 0.43 18.86 1.01 0.22 0.53 33.63 2.01 0.49 11.96 0.44 0.13 0.38 36.06 1.48 0.47 16.51 1.03 0.41 0.72 30.15 2.34 0.93 10.90 0.30 0.05 0.67 41.80 0.91 0.13 27.8 0.31 0.04 0.65 39.90 0.65 0.08 12.40 0.30 0.04 0.38 44.40 0.92 0.15 14.44 0.58 0.06 0.37 45.30 1.81 0.20 13.39 0.57 0.06 0.36 42.60 1.82 0.37

[32]等人研制了卧式螺带式混凝土搅拌设备，该设备针对混凝土物料特性，重新优化了箱体、混料轴螺带结构，降低了设备的功耗提高了物料的混合均匀程度。（2）立式混料机立式混料机如图 1-3 所示，一般混料轴中心线垂直于地面，混料机内有混料轴，随料轴的转动，不断提升物料，被提升到上部的物料依靠自身重力重新下落形成一股向物料流，补充了底部的空缺从而形成对流循环多重混合效果。按照其搅拌形式可分为螺带混料机，双螺旋混料机。此类设备生产成本低，所需功耗低，可靠性高等优点深大用户青睐。立式螺旋混料机最典型的代表就是饲料行业常用的 TMR 饲料混合机。2014 年石河学谢凡[33]等人研制了 9WJB-5 自走式搅拌饲喂机，实现了饲喂结合，混料过程中均匀饲料。具有可独立行走，饲料配比均匀，功能齐全等优点。河北保定瑞尔农业机械制限公司研制了立式 TMR 饲料搅拌机，该设备在混料轴上加以切刀，实现了对混合饲破碎作用，降低了饲料粒径，使饲料混合更加均匀。

[32]等人研制了卧式螺带式混凝土搅拌设备，该设备针对混凝土物料特性，重新优化了箱体、混料轴螺带结构，降低了设备的功耗提高了物料的混合均匀程度。（2）立式混料机立式混料机如图 1-3 所示，一般混料轴中心线垂直于地面，混料机内有混料轴，随料轴的转动，不断提升物料，被提升到上部的物料依靠自身重力重新下落形成一股向物料流，补充了底部的空缺从而形成对流循环多重混合效果。按照其搅拌形式可分为螺带混料机，双螺旋混料机。此类设备生产成本低，所需功耗低，可靠性高等优点深大用户青睐。立式螺旋混料机最典型的代表就是饲料行业常用的 TMR 饲料混合机。2014 年石河学谢凡[33]等人研制了 9WJB-5 自走式搅拌饲喂机，实现了饲喂结合，混料过程中均匀饲料。具有可独立行走，饲料配比均匀，功能齐全等优点。河北保定瑞尔农业机械制限公司研制了立式 TMR 饲料搅拌机，该设备在混料轴上加以切刀，实现了对混合饲破碎作用，降低了饲料粒径，使饲料混合更加均匀。
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本文编号：2890561