Biomassa tarkibida mineral energiyaga nisbatan kul, azot va oltingugurt kabi zararli moddalar kamroq bo'lgani uchun u katta zaxiralar, yaxshi uglerod faolligi, oson yonishi va yuqori uchuvchan komponentlar xususiyatlariga ega. Shuning uchun biomassa juda ideal energiya yoqilg'isi bo'lib, yonishni konvertatsiya qilish va ulardan foydalanish uchun juda mos keladi. Biomassa yonishidan keyingi qoldiq kul o'simliklar tomonidan zarur bo'lgan fosfor, kaltsiy, kaliy va magniy kabi ozuqa moddalariga boy, shuning uchun uni dalaga qaytarish uchun o'g'it sifatida ishlatish mumkin. Biomassa energiyasining ulkan resurs zaxiralari va noyob qayta tiklanadigan afzalliklarini hisobga olgan holda, u hozirda dunyo mamlakatlari tomonidan milliy yangi energiyani rivojlantirish uchun muhim tanlov sifatida qaralmoqda. Xitoy Milliy taraqqiyot va islohotlar komissiyasi "12-besh yillik reja davomida ekin somonidan kompleks foydalanishni amalga oshirish rejasi"da somondan kompleks foydalanish darajasi 2013-yilga kelib 75% ga yetishini va 2015-yilga kelib 80% dan oshishini aniq ta'kidlagan.
Biomassa energiyasini yuqori sifatli, toza va qulay energiyaga aylantirish dolzarb muammoga aylandi. Biomassa zichligi texnologiyasi biomassa energiyasini yoqish samaradorligini oshirish va tashishni osonlashtirishning samarali usullaridan biridir. Hozirgi vaqtda ichki va tashqi bozorlarda to'rtta keng tarqalgan zich shakllantirish uskunalari mavjud: spiral ekstruziya zarrachalari mashinasi, pistonli shtamplash zarrachalari mashinasi, yassi qolipli zarrachalar mashinasi va halqali qolipli zarrachalar mashinasi. Ular orasida halqali qolipli pellet mashinasi ish paytida isitishga ehtiyoj yo'qligi, xom ashyo namligiga keng talablar (10% dan 30% gacha), katta bitta mashina chiqishi, yuqori siqish zichligi va yaxshi shakllantirish effekti kabi xususiyatlari tufayli keng qo'llaniladi. Biroq, bu turdagi pellet mashinalari odatda oson qolip aşınması, qisqa xizmat muddati, yuqori texnik xizmat ko'rsatish xarajatlari va noqulay almashtirish kabi kamchiliklarga ega. Halqali qolipli pellet mashinasining yuqoridagi kamchiliklariga javoban muallif shakllantirish qolipining tuzilishi bo'yicha mutlaqo yangi takomillashtirish dizaynini yaratdi va uzoq xizmat muddati, past texnik xizmat ko'rsatish xarajatlari va qulay texnik xizmat ko'rsatishga ega to'plamli shakllantirish qolipini yaratdi. Shu bilan birga, ushbu maqolada shakllantirish qolipining ish jarayonida mexanik tahlili o'tkazildi.
1. Halqali qolip granulyatori uchun shakllantiruvchi qolip tuzilishini takomillashtirish dizayni
1.1 Ekstruziya shakllantirish jarayoniga kirish:Halqa shaklidagi pellet mashinasi halqa shaklidagi pellet mashinasining holatiga qarab ikki turga bo'linishi mumkin: vertikal va gorizontal; Harakat shakliga ko'ra, uni ikki xil harakat shakliga bo'lish mumkin: sobit halqa qolipli faol presslash roligi va boshqariladigan halqa qolipli faol presslash roligi. Ushbu takomillashtirilgan dizayn asosan harakat shakli sifatida faol bosim roligi va sobit halqa qolipli halqa qolipli halqa qolipli zarrachalar mashinasiga qaratilgan. U asosan ikki qismdan iborat: tashish mexanizmi va halqa qolip zarrachalar mexanizmi. Halqa qolipi va bosim roligi halqa qolip pellet mashinasining ikkita asosiy komponenti bo'lib, halqa qolipi atrofida ko'plab hosil qiluvchi qolip teshiklari taqsimlangan va bosim roligi halqa qolipining ichiga o'rnatilgan. Bosim roligi uzatish miliga ulangan va halqa qolipi sobit qavsga o'rnatilgan. Mil aylanganda, u bosim roligini aylantirishga majbur qiladi. Ish printsipi: Birinchidan, tashish mexanizmi maydalangan biomassa materialini ma'lum bir zarracha o'lchamiga (3-5 mm) siqish kamerasiga tashiydi. Keyin, dvigatel asosiy valni harakatga keltirib, bosim rolikini aylantiradi va bosim rolik materialni bosim rolik va halqa qolipi o'rtasida teng ravishda tarqatish uchun doimiy tezlikda harakatlanadi, bu halqa qolipining material bilan, bosim rolikining material bilan va materialning material bilan siqilishiga va ishqalanishiga olib keladi. Siqish ishqalanishi jarayonida materialdagi tsellyuloza va gemitsellyuloza bir-biri bilan birlashadi. Shu bilan birga, siqish ishqalanishi natijasida hosil bo'lgan issiqlik ligninni tabiiy bog'lovchi moddaga aylantiradi, bu esa tsellyuloza, gemitsellyuloza va boshqa komponentlarni bir-biriga yanada mahkam bog'laydi. Biomassa materiallarini uzluksiz to'ldirish bilan, shakllantirish qolip teshiklarida siqilish va ishqalanishga duchor bo'lgan material miqdori ortib boraveradi. Shu bilan birga, biomassa orasidagi siqish kuchi ortib boraveradi va u doimiy ravishda zichlashadi va shakllantirish teshigida hosil bo'ladi. Ekstruziya bosimi ishqalanish kuchidan katta bo'lganda, biomassa halqa qolipi atrofidagi shakllantirish teshiklaridan doimiy ravishda ekstruziya qilinadi va taxminan 1 g/sm3 shakllantirish zichligiga ega biomassa shakllantirish yoqilg'isini hosil qiladi.
1.2 Qoliplarni shakllantirishning aşınması:Palaf mashinasining bitta mashina ishlab chiqarish quvvati katta, nisbatan yuqori darajadagi avtomatlashtirish va xom ashyolarga kuchli moslashuvchanlikka ega. U turli xil biomassa xom ashyolarini qayta ishlash uchun keng qo'llanilishi mumkin, biomassa zich shakllantiruvchi yoqilg'ilarni keng miqyosda ishlab chiqarish uchun mos keladi va kelajakda biomassa zich shakllantiruvchi yoqilg'i sanoatlashtirishning rivojlanish talablariga javob beradi. Shuning uchun halqa qolipli pellet mashinasi keng qo'llaniladi. Qayta ishlangan biomassa materialida oz miqdordagi qum va boshqa biomassa bo'lmagan aralashmalar mavjudligi sababli, bu pellet mashinasining halqa qolipida sezilarli darajada aşınma va yirtilishga olib kelishi mumkin. Halqa qolipining xizmat qilish muddati ishlab chiqarish quvvatiga qarab hisoblanadi. Hozirgi vaqtda Xitoyda halqa qolipining xizmat qilish muddati atigi 100-1000 tonnani tashkil qiladi.
Halqa qolipining ishdan chiqishi asosan quyidagi to'rtta hodisada sodir bo'ladi: 1 Halqa qolipi ma'lum vaqt ishlagandan so'ng, shakllantirish qolip teshigining ichki devori eskiradi va teshik kattalashadi, natijada hosil bo'lgan yoqilg'ining sezilarli darajada deformatsiyasi yuzaga keladi; 2 Halqa qolipining shakllantirish qolip teshigining oziqlanish qiyaligi eskiradi, natijada qolip teshigiga siqib chiqarilgan biomassa materiali miqdori kamayadi, ekstruziya bosimi pasayadi va shakllantirish qolip teshigi oson tiqilib qoladi, bu esa halqa qolipining ishdan chiqishiga olib keladi (2-rasm); 3 Ichki devor materiallari va undan keyin chiqarish miqdori keskin kamayadi (3-rasm);
④ Halqa qolipining ichki teshigi eskirgandan so'ng, qo'shni qolip bo'laklari L orasidagi devor qalinligi yupqalashadi, natijada halqa qolipining strukturaviy mustahkamligi pasayadi. Eng xavfli qismda yoriqlar paydo bo'lishi mumkin va yoriqlar kengayishda davom etar ekan, halqa qolipining sinishi hodisasi yuzaga keladi. Halqa qolipining oson eskirishi va qisqa xizmat muddatining asosiy sababi shakllantirish halqa qolipining asossiz tuzilishidir (halqa qolipi shakllantirish qolip teshiklari bilan birlashtirilgan). Ikkalasining birlashtirilgan tuzilishi bunday natijalarga moyil: ba'zan halqa qolipining bir nechta shakllantirish qolip teshiklari eskirgan va ishlay olmaganida, butun halqa qolipini almashtirish kerak bo'ladi, bu nafaqat almashtirish ishlariga noqulaylik tug'diradi, balki katta iqtisodiy chiqindilarga olib keladi va texnik xizmat ko'rsatish xarajatlarini oshiradi.
1.3 Qolipni shakllantirishning strukturaviy takomillashtirish dizayniPellet mashinasining halqa qolipining xizmat muddatini uzaytirish, aşınmayı kamaytirish, almashtirishni osonlashtirish va texnik xizmat ko'rsatish xarajatlarini kamaytirish uchun halqa qolipining tuzilishini butunlay yangi takomillashtirish loyihasini amalga oshirish kerak. Loyihalashda o'rnatilgan qolip qolipidan foydalanilgan va takomillashtirilgan siqish kamerasi tuzilishi 4-rasmda ko'rsatilgan. 5-rasmda takomillashtirilgan qolip qolipining ko'ndalang kesimi ko'rsatilgan.
Ushbu takomillashtirilgan dizayn asosan faol bosimli rolik va sobit halqali qolipdan iborat harakatlanuvchi shaklga ega halqali qolip zarrachalari mashinasiga qaratilgan. Pastki halqali qolip korpusga o'rnatiladi va ikkita bosimli roliklar asosiy valga ulash plastinkasi orqali ulanadi. Shakllantiruvchi qolip pastki halqali qolipga o'rnatiladi (interferensiya moslamasi yordamida) va yuqori halqali qolip pastki halqali qolipga boltlar orqali o'rnatiladi va shakllantiruvchi qolipga mahkamlanadi. Shu bilan birga, bosimli rolik ag'darilgandan va halqali qolip bo'ylab radial harakatlangandan so'ng, shakllantiruvchi qolipning kuch ta'sirida qayta tiklanishining oldini olish uchun, shakllantiruvchi qolipni mos ravishda yuqori va pastki halqali qoliplarga mahkamlash uchun qarama-qarshi vintlar ishlatiladi. Teshikka kiradigan materialning qarshiligini kamaytirish va qolip teshigiga kirishni qulayroq qilish uchun. Loyihalashtirilgan shakllantiruvchi qolipning oziqlantirish teshigining konusning burchagi 60 ° dan 120 ° gacha.
Shakllantiruvchi qolipning takomillashtirilgan strukturaviy dizayni ko'p siklli va uzoq xizmat qilish muddati xususiyatlariga ega. Zarrachalar mashinasi ma'lum vaqt davomida ishlaganda, ishqalanish yo'qotilishi shakllantiruvchi qolipning teshigining kattalashishiga va passivlashishiga olib keladi. Eskirgan shakllantiruvchi qolip olib tashlanganda va kengaytirilganda, uni shakllantiruvchi zarrachalarning boshqa xususiyatlarini ishlab chiqarish uchun ishlatish mumkin. Bu qoliplardan qayta foydalanishga va texnik xizmat ko'rsatish va almashtirish xarajatlarini tejashga imkon beradi.
Granulyatorning xizmat qilish muddatini uzaytirish va ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytirish uchun bosim roligi 65Mn kabi yaxshi aşınmaya bardoshli yuqori uglerodli yuqori marganetsli po'latdan foydalanadi. Shakllantiruvchi qolip qotishma karbürizlangan po'latdan yoki Cr, Mn, Ti va boshqalarni o'z ichiga olgan kam uglerodli nikel xrom qotishmasidan tayyorlanishi kerak. Siqish kamerasining yaxshilanishi tufayli, yuqori va pastki halqa qoliplari ish paytida duch keladigan ishqalanish kuchi shakllantiruvchi qolipga nisbatan nisbatan kichik. Shuning uchun, 45 po'lat kabi oddiy uglerodli po'lat siqish kamerasi uchun material sifatida ishlatilishi mumkin. An'anaviy integratsiyalashgan shakllantiruvchi halqa qoliplari bilan taqqoslaganda, u qimmat qotishma po'latdan foydalanishni kamaytirishi va shu bilan ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytirishi mumkin.
2. Shakllantirish qolipining ish jarayonida halqa qolipli pellet mashinasining shakllantirish qolipini mexanik tahlil qilish.
Qoliplash jarayonida materialdagi lignin qoliplash qolipida hosil bo'lgan yuqori bosimli va yuqori haroratli muhit tufayli to'liq yumshatiladi. Ekstruziya bosimi oshmaganda, material plastifikatsiyaga uchraydi. Material plastifikatsiyadan keyin yaxshi oqadi, shuning uchun uzunlikni d ga o'rnatish mumkin. Qoliplash qolipi bosim idishi sifatida qaraladi va qoliplash qolipiga tushadigan stress soddalashtiriladi.
Yuqoridagi mexanik hisoblash tahlili orqali shunday xulosaga kelish mumkinki, shakllantirish qolipining ichidagi istalgan nuqtada bosimni olish uchun shakllantirish qolipining ichidagi o'sha nuqtadagi aylana bo'ylab kuchlanishni aniqlash kerak. Keyin, o'sha joydagi ishqalanish kuchi va bosimni hisoblash mumkin.
3. Xulosa
Ushbu maqolada halqali qolip pelletizatorining shakllantirish qolipi uchun yangi strukturaviy takomillashtirish dizayni taklif qilingan. O'rnatilgan shakllantirish qoliplaridan foydalanish qolipning aşınmasını samarali ravishda kamaytirishi, qolip siklining ishlash muddatini uzaytirishi, almashtirish va texnik xizmat ko'rsatishni osonlashtirishi va ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytirishi mumkin. Shu bilan birga, shakllantirish qolipining ish jarayonida mexanik tahlil o'tkazildi, bu kelajakda keyingi tadqiqotlar uchun nazariy asos yaratdi.
Nashr vaqti: 2024-yil 22-fevral