Do các chất có hại thấp hơn như tro, nitơ và lưu huỳnh trong sinh khối so với năng lượng khoáng, nó có các đặc điểm của trữ lượng lớn, hoạt động carbon tốt, đánh lửa dễ dàng và các thành phần dễ bay hơi cao. Do đó, sinh khối là một nhiên liệu năng lượng rất lý tưởng và rất phù hợp để chuyển đổi và sử dụng đốt cháy. Tro còn lại sau khi đốt sinh khối rất giàu chất dinh dưỡng cần thiết bởi các nhà máy như phốt pho, canxi, kali và magiê, vì vậy nó có thể được sử dụng làm phân bón để trở về trường. Với dự trữ tài nguyên khổng lồ và lợi thế tái tạo độc đáo của năng lượng sinh khối, hiện tại nó được coi là một lựa chọn quan trọng cho sự phát triển năng lượng mới quốc gia của các quốc gia trên thế giới. Ủy ban Phát triển và Cải cách Quốc gia Trung Quốc đã tuyên bố rõ ràng trong "Kế hoạch thực hiện việc sử dụng toàn diện rơm trong Kế hoạch năm năm lần thứ 12" rằng tỷ lệ sử dụng toàn diện của rơm sẽ đạt 75% vào năm 2013 và cố gắng vượt quá 80% vào năm 2015.
Làm thế nào để chuyển đổi năng lượng sinh khối thành năng lượng chất lượng cao, sạch và tiện lợi đã trở thành một vấn đề cấp bách cần được giải quyết. Công nghệ mật độ sinh khối là một trong những cách hiệu quả để cải thiện hiệu quả của việc đốt năng lượng sinh khối và tạo điều kiện cho việc vận chuyển. Hiện tại, có bốn loại thiết bị hình thành dày đặc phổ biến ở các thị trường trong và ngoài nước: máy hạt đùn xoắn ốc, máy dập pít -tông, máy hạt khuôn phẳng và máy hạt khuôn vòng. Trong số đó, máy viên khuôn vòng được sử dụng rộng rãi do các đặc điểm của nó như không cần sưởi ấm trong quá trình hoạt động, yêu cầu rộng đối với độ ẩm nguyên liệu thô (10% đến 30%), đầu ra máy đơn lớn, mật độ nén cao và hiệu ứng hình thành tốt. Tuy nhiên, các loại máy viên này thường có nhược điểm như hao mòn khuôn dễ dàng, tuổi thọ ngắn, chi phí bảo trì cao và thay thế bất tiện. Để đáp ứng với những thiếu sót ở trên của máy viên khuôn vòng, tác giả đã thực hiện một thiết kế cải tiến hoàn toàn mới về cấu trúc của khuôn hình thành và thiết kế khuôn mẫu hình thành với tuổi thọ dài, chi phí bảo trì thấp và bảo trì thuận tiện. Trong khi đó, bài viết này đã tiến hành một phân tích cơ học về khuôn hình thành trong quá trình làm việc của nó.
1. Thiết kế cải tiến cấu trúc khuôn hình thành cho Granator Granator
1.1 Giới thiệu về quy trình hình thành đùn:Máy viên chết vòng có thể được chia thành hai loại: dọc và ngang, tùy thuộc vào vị trí của cái nhẫn chết; Theo hình thức chuyển động, nó có thể được chia thành hai dạng chuyển động khác nhau: con lăn nhấn hoạt động với khuôn vòng cố định và con lăn nhấn hoạt động với khuôn vòng điều khiển. Thiết kế cải tiến này chủ yếu nhắm vào máy hạt khuôn vòng với con lăn áp suất hoạt động và khuôn vòng cố định làm dạng chuyển động. Nó chủ yếu bao gồm hai phần: một cơ chế vận chuyển và cơ chế hạt khuôn vòng. Khuôn vòng và con lăn áp suất là hai thành phần lõi của máy viên khuôn vòng, với nhiều lỗ khuôn hình thành được phân phối xung quanh khuôn vòng và con lăn áp suất được lắp đặt bên trong khuôn vòng. Con lăn áp suất được kết nối với trục chính truyền và khuôn vòng được lắp đặt trên một khung cố định. Khi trục chính quay, nó điều khiển con lăn áp suất quay. Nguyên tắc làm việc: Đầu tiên, cơ chế chuyển giao vận chuyển vật liệu sinh khối bị nghiền nát vào một kích thước hạt nhất định (3-5mm) vào buồng nén. Sau đó, động cơ điều khiển trục chính để điều khiển con lăn áp suất quay và con lăn áp suất di chuyển ở tốc độ không đổi để phân tán đều vật liệu giữa con lăn áp suất và khuôn vòng, làm cho khuôn vòng nén và ma sát với vật liệu, con lăn áp suất với vật liệu và vật liệu với vật liệu. Trong quá trình vắt ma sát, cellulose và hemicellulose trong vật liệu kết hợp với nhau. Đồng thời, nhiệt được tạo ra bằng cách ép ma sát làm mềm lignin thành một chất kết dính tự nhiên, làm cho cellulose, hemicellulose và các thành phần khác liên kết chặt chẽ hơn với nhau. Với việc lấp đầy các vật liệu sinh khối liên tục, lượng vật liệu chịu nén và ma sát trong các lỗ khuôn hình thành tiếp tục tăng. Đồng thời, lực vắt giữa sinh khối tiếp tục tăng, và nó liên tục giảm dần và hình thành trong lỗ đúc. Khi áp suất đùn lớn hơn lực ma sát, sinh khối được ép liên tục từ các lỗ đúc xung quanh khuôn vòng, tạo thành nhiên liệu đúc sinh khối với mật độ đúc khoảng 1g/cm3.
1.2 Wear of Forming khuôn:Đầu ra máy đơn của máy viên lớn, với mức độ tự động hóa tương đối cao và khả năng thích ứng mạnh mẽ với nguyên liệu thô. Nó có thể được sử dụng rộng rãi để xử lý các nguyên liệu thô sinh khối khác nhau, phù hợp để sản xuất nhiên liệu hình thành dày đặc sinh khối quy mô lớn và đáp ứng các yêu cầu phát triển của công nghiệp hóa nhiên liệu dày đặc hình thành sinh khối trong tương lai. Do đó, máy viên khuôn vòng được sử dụng rộng rãi. Do sự hiện diện có thể của một lượng nhỏ cát và các tạp chất không sinh khối khác trong vật liệu sinh khối được xử lý, nó rất có thể gây ra hao mòn đáng kể trên khuôn vòng của máy. Tuổi thọ dịch vụ của khuôn vòng được tính toán dựa trên năng lực sản xuất. Hiện tại, tuổi thọ dịch vụ của khuôn vòng ở Trung Quốc chỉ là 100-1000t.
Sự thất bại của khuôn vòng chủ yếu xảy ra trong bốn hiện tượng sau: Sau khi khuôn vòng hoạt động trong một khoảng thời gian, thành bên trong của lỗ khuôn hình thành và khẩu độ tăng, dẫn đến biến dạng đáng kể của nhiên liệu được tạo ra; Độ dốc cho ăn của lỗ chết hình thành của khuôn vòng bị hao mòn, dẫn đến việc giảm lượng vật liệu sinh khối bị vắt vào lỗ chết, giảm áp lực đùn và dễ dàng tắc nghẽn của lỗ chết hình thành, dẫn đến sự thất bại của khuôn vòng (Hình 2); Sau các vật liệu tường bên trong và giảm mạnh lượng xả (Hình 3);
Sau khi hao mòn lỗ bên trong của khuôn vòng, độ dày thành giữa các mảnh khuôn liền kề L trở nên mỏng hơn, dẫn đến giảm cường độ cấu trúc của khuôn vòng. Các vết nứt dễ xảy ra trong phần nguy hiểm nhất và khi các vết nứt tiếp tục mở rộng, hiện tượng gãy nấm mốc vòng xảy ra. Lý do chính cho độ mòn dễ dàng và tuổi thọ dịch vụ ngắn của khuôn vòng là cấu trúc không hợp lý của khuôn vòng hình thành (khuôn vòng được tích hợp với các lỗ khuôn hình thành). Cấu trúc tích hợp của cả hai đều dễ bị kết quả như vậy: đôi khi chỉ có một vài lỗ khuôn hình thành của khuôn vòng bị hao mòn và không thể hoạt động, toàn bộ khuôn vòng cần phải được thay thế, không chỉ mang lại sự bất tiện cho công việc thay thế, mà còn gây ra chất thải kinh tế lớn và tăng chi phí bảo trì.
1.3 Thiết kế cải tiến cấu trúc của khuôn hình thànhĐể mở rộng tuổi thọ dịch vụ của khuôn vòng của máy viên, giảm hao mòn, tạo điều kiện thay thế và giảm chi phí bảo trì, cần phải thực hiện một thiết kế cải tiến hoàn toàn mới trên cấu trúc của khuôn vòng. Khuôn đúc nhúng được sử dụng trong thiết kế và cấu trúc buồng nén được cải thiện được thể hiện trong Hình 4. Hình 5 cho thấy quan điểm cắt ngang của khuôn đúc được cải thiện.
Thiết kế cải tiến này chủ yếu nhắm vào máy hạt khuôn vòng với dạng chuyển động của con lăn áp suất hoạt động và khuôn vòng cố định. Khuôn vòng dưới được cố định trên cơ thể và hai con lăn áp suất được kết nối với trục chính thông qua một tấm kết nối. Khuôn hình thành được nhúng trên khuôn vòng dưới (sử dụng phù hợp với nhiễu) và khuôn vòng trên được cố định ở khuôn vòng dưới thông qua các bu lông và kẹp vào khuôn hình thành. Đồng thời, để ngăn khuôn hình thành hồi phục do lực sau khi con lăn áp suất lăn qua và di chuyển triệt để dọc theo khuôn vòng, các ốc vít được sử dụng để cố định khuôn hình thành ở khuôn vòng trên và dưới. Để giảm điện trở của vật liệu vào lỗ và làm cho nó thuận tiện hơn để vào lỗ khuôn. Góc hình nón của lỗ cho ăn của khuôn hình thành được thiết kế là 60 ° đến 120 °.
Thiết kế cấu trúc được cải thiện của khuôn hình thành có các đặc điểm của đa chu kỳ và tuổi thọ dài. Khi máy hạt hoạt động trong một khoảng thời gian, mất ma sát làm cho khẩu độ của khuôn hình thành trở nên lớn hơn và thụ động. Khi khuôn hình thành bị mòn được loại bỏ và mở rộng, nó có thể được sử dụng để sản xuất các thông số kỹ thuật khác của các hạt hình thành. Điều này có thể đạt được việc tái sử dụng khuôn và tiết kiệm chi phí bảo trì và thay thế.
Để kéo dài tuổi thọ dịch vụ của máy tạo hạt và giảm chi phí sản xuất, con lăn áp suất áp dụng thép mangan cao carbon với khả năng chống mài mòn tốt, chẳng hạn như 65 triệu. Khuôn hình thành phải được làm bằng hợp kim crom niken cacbon hóa hợp kim hoặc hợp kim cacbon thấp, chẳng hạn như chứa CR, Mn, TI, v.v. Do sự cải thiện của buồng nén, lực ma sát trải qua bởi các khuôn vòng trên và dưới trong quá trình hoạt động là tương đối nhỏ so với khuôn hình thành. Do đó, thép carbon thông thường, chẳng hạn như 45 thép, có thể được sử dụng làm vật liệu cho buồng nén. So với khuôn hình thành tích hợp truyền thống, nó có thể làm giảm việc sử dụng thép hợp kim đắt tiền, do đó giảm chi phí sản xuất.
2. Phân tích cơ học của khuôn hình thành của máy viên khuôn vòng trong quá trình làm việc của khuôn hình thành.
Trong quá trình đúc, lignin trong vật liệu được làm mềm hoàn toàn do môi trường áp suất cao và nhiệt độ cao được tạo ra trong khuôn đúc. Khi áp lực đùn không tăng, vật liệu trải qua quá trình dẻo. Các vật liệu chảy tốt sau khi dẻo hóa, do đó chiều dài có thể được đặt thành d. Khuôn hình thành được coi là một bình áp lực, và ứng suất trên khuôn hình thành được đơn giản hóa.
Thông qua phân tích tính toán cơ học ở trên, có thể kết luận rằng để có được áp suất tại bất kỳ điểm nào bên trong khuôn hình thành, cần phải xác định biến dạng chu vi tại điểm đó bên trong khuôn hình thành. Sau đó, lực ma sát và áp lực tại vị trí đó có thể được tính toán.
3. Kết luận
Bài viết này đề xuất một thiết kế cải tiến cấu trúc mới cho khuôn hình thành của viên pelletizer khuôn vòng. Việc sử dụng khuôn hình thành nhúng có thể giảm hiệu quả hao mòn, mở rộng tuổi thọ của khuôn, tạo điều kiện thay thế và bảo trì và giảm chi phí sản xuất. Đồng thời, phân tích cơ học được thực hiện trên khuôn hình thành trong quá trình làm việc của nó, cung cấp một cơ sở lý thuyết cho nghiên cứu sâu hơn trong tương lai.
Thời gian đăng: Tháng 2-22-2024