【摘要】：生物質(zhì)能源是一種可再生、環(huán)境友好型的清潔能源,被認(rèn)為是化石能源的最佳替代品之一。生物質(zhì)固體成型技術(shù)是生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化與利用的主要發(fā)展方向之一,能夠大幅提高生物質(zhì)的密度,降低生物質(zhì)的運(yùn)輸和儲存成本。針對傳統(tǒng)的生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)存在的需要高溫高壓、額外添加粘接劑、添加劑導(dǎo)致污染等一系列問題,課題組創(chuàng)造性地將雙超聲應(yīng)用到生物質(zhì)的壓縮成型過程中,提出了一種雙超聲同步壓縮生物質(zhì)成型的新工藝方法。該工藝既不必對生物質(zhì)進(jìn)行高溫蒸汽加熱或額外添加粘接劑,也無需高壓力,僅僅在常溫、低壓力和無添加劑條件下進(jìn)行壓縮,具有良好的應(yīng)用前景。本文著重對雙超聲同步壓縮生物質(zhì)實驗平臺、超聲振子以及雙超聲同步壓縮生物質(zhì)工藝等進(jìn)行了如下的研究：首先通過分析雙超聲同步壓縮生物質(zhì)機(jī)床與傳統(tǒng)的生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)的差異,歸納總結(jié)機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求,進(jìn)行了機(jī)床的總體結(jié)構(gòu)布局與機(jī)床的總體控制布局設(shè)計,然后再結(jié)合機(jī)床具體的工藝參數(shù)、性能指標(biāo)、主要參數(shù),對機(jī)床的三維模型進(jìn)行優(yōu)化,最終完成雙超聲同步壓縮生物質(zhì)機(jī)床的加工與裝配。其次根據(jù)一維縱振理論,對換能器、變幅桿和工具頭進(jìn)行了理論設(shè)計,然后利用有限元分析軟件ANSYS Workbench對超聲振子進(jìn)行了模態(tài)分析。最后研究了在雙超聲輔助振動壓縮生物質(zhì)的過程中,壓縮時間、預(yù)壓力、生物質(zhì)質(zhì)量和生物質(zhì)含水率等因素對壓塊密度、壓塊松弛密度的影響,然后利用正交實驗研究了各個因素對壓塊密度影響的大小程度,并通過計算在不同壓縮條件下壓塊的松弛比,直觀地反映了在不同的壓縮條件下壓塊松弛密度的松弛程度。得到的結(jié)論如下：1)各工藝參數(shù)對壓塊密度的影響程度依次為：壓縮時間生物質(zhì)重量預(yù)壓力生物質(zhì)含水率。最合適的超聲壓縮工藝條件為：壓縮時間為50s、預(yù)壓力為25psi、生物質(zhì)重量為1.0g、生物質(zhì)含水率為15%。在優(yōu)化條件下,壓塊的密度為1.366x103kg/m3。2)在不同的壓縮時間、不同的預(yù)壓力、不同的生物質(zhì)質(zhì)量和不同的生物質(zhì)含水率下,壓塊的松弛密度隨放置時間的變化都是逐漸減小的,但松弛密度減小的程度不同；壓塊的松弛比分別在壓縮時間為30s、預(yù)壓力為25psi、生物質(zhì)質(zhì)量為1.0g、生物質(zhì)含水率為20%時達(dá)到最大。
【圖文】：

．２國內(nèi)研究現(xiàn)狀逡逑我國在生物質(zhì)固化成型技術(shù)方面的研發(fā)工作起步的比較晚＂５＾。２０世紀(jì)８０年省衡陽市糧食機(jī)械廠借鑒國外技術(shù)，成功研制了第一臺ＺＴ—３型生物質(zhì)壓縮成。２０世紀(jì)９０年代，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)和中國農(nóng)機(jī)院能源動力研宛所分別研制出郵Ｂ液壓驅(qū)動活塞式成型機(jī)和ＣＹＪ—３５型機(jī)械沖壓式成型機(jī)Ｗ。２００６－２００８年輝能源有限責(zé)任公司結(jié)合我國生物質(zhì)資源的特點(diǎn)，研發(fā)出適應(yīng)我國發(fā)展的生物成型燃料核也技術(shù)；２０１０年吉林北華大學(xué)設(shè)計完成了液壓雙向沖壓冷態(tài)成型Ｗ。逡逑目前國內(nèi)外生物質(zhì)成型技術(shù)及設(shè)備的研究發(fā)展主要有Ｈ類日本為代表螺旋擠壓方式生產(chǎn)的棒狀成型技術(shù)，如圖１－１所示；歐洲各國開發(fā)的活塞式擠成型技術(shù)，如圖１－２所示：美國研發(fā)的內(nèi)壓滾筒顆粒狀成型技術(shù)ｆｗ，如圖１－３

（ａ）平模x佳故匠尚灣危ǎ猓┗紡Ｆ蒲故匠尚灣義賢跡保襯諮構(gòu)鐾部帕Ｗ闖尚突義希疲椋紓澹保沖澹茫歟椋睿洌澹蟈澹恚錚歟洌椋睿玨澹恚幔悖瑁椋睿邋澹錚駑澹椋睿簦澹潁睿幔戾澹穡潁澹螅螅酰潁邋義隙雜諫鎦恃顧醭尚凸ひ盞難芯�，蕿懢^鞴難д叨伎沽誦磯喙ぷ鰨�，主要围辶x先粕鎦實奈錮硤匭裕顧跆匭�，流变虆Q�，机械虆Q院統(tǒng)尚凸ひ盞確矯娼辛死礤義下厶教趾褪匝檠芯�。Ｍ．Ｆｉｎｅe斕熱死沒禱釗匠尚突崖蠆菅怪瞥芍本痘義希恚淼陌糇闖尚腿劑希辛順尚涂櫚難顧跆匭�、机械强儿o氖匝櫸治觶⑶藝攵藻義喜煌芏鵲某尚涂旖辛絲顧緣姆治鎏致郟ⅲ祝誨澹粒澹模澹恚椋潁猓幔蟛捎靡貉鉤尚頭絞槳閻藉義轄吐罌菪費(fèi)鉤尚�，分坞h搜沽Α⒛脫骨慷�、密度和温度之紲Z墓叵擔(dān)準(zhǔn)俺尚涂殄義系奈錮硤匭緣鹿д擼櫻耍幔歟鰨澹椋羰狀慰佳芯吭諉鼙杖萜髂詰退傺顧跖┮祳U維素逡逑料楊華等利用木屑、竹屑Ｗ及玉米程巧等研巧了生物質(zhì)原料纖維排列的形態(tài)對逡逑成型燃料的密度、抗跌碎性、抗慘水性Ｗ及吸濕性等的影響，研究表明纖維素排列逡逑，，、１
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK6

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本文編號：2668298