國內外研制的成型設備主要有螺旋擠壓式、柱塞擠壓式和壓輥式成型機3種,富通新能源生產銷售的
秸稈顆粒機、
木屑顆粒機是壓制顆粒成型燃料不錯的選擇。
螺旋擠壓式秸稈成型機是最早研制生產的熱壓成型機,其原理是利用螺桿輸送推進和擠壓生物質。一般用電熱元件加熱成型套筒,加熱器加溫時由溫控器自動控制在設定的溫度值。這類成型機具有運行平穩、生產連續、所產成型棒易燃(由于其空心結構以及表面的炭化層)等特性。其主要技術問題是成型部件磨損嚴重,使用壽命短,單位產品能耗高。
柱塞擠壓式秸稈成型機中原料的成型是靠柱塞的往復運動實現的,其原理如圖1-4所示。根據動力來源的不同,可分為機械驅動柱塞式成型機和液壓驅動柱塞式成型機。機械式成型機是利用飛輪儲存的能量,通過曲柄連桿機構,帶動柱塞,將松散的生物質擠壓成生物質成型塊。液壓式成型機是利用液壓油缸所提供的壓力,帶動柱塞使生物質擠壓成型。柱塞式成型機通常用于生產實心燃料棒或燃料塊,其中液壓式成型機對原料的含水率要求不高,允許原料含水率高達20%左右。
柱塞式成型機與螺旋擠壓式成型機相比.由于改變了成型部件與原科的作用方式,改善了成型部件磨損嚴重的現象,其使用壽命有所提高,單位產品能耗也有下降,但由于機械驅動柱塞式成型機存在較大的振動負荷,易造成機器運行穩定性差,噪音較大。柱塞式成型機典型的機型有河南農業大學的PB-I型,中國農機院的CYJ-35型,瑞典Bogma公司生產的M75型等。液壓驅動活塞式成型機由于采用液壓驅動,活塞的運動速度較機械驅動時低很多,所以其產量受到一定程度的影響。典型的機型有河南農業大學的的HPB-I型,HOLZMAG公司生產的Elanl00型等。圖1-5為機械驅動柱塞式成型機結構簡圖,圖1-6為采用液壓驅動往復活塞雙向擠壓成型系統。
壓輥式成型機主要用于生產顆粒狀成型燃料,在日本應用較多。具體分為平板模造粒機和環板模造粒機,其中環板模造粒機又可分為臥式和立式2種機型。這種機型具有構造簡單、結構緊湊、使用方便等特點。典型的機型有日本的F-20型平模成型機,英國Lister公司生產的立式環模成型機等。壓輥式成型機的基本工作部件由壓輥和壓模組成。其中壓輥可以繞自己的軸轉動。壓輥的外周加工有齒或槽,用于壓緊原料而不致打滑。壓模上加工有成型孔,原料進入壓輥和壓模之間,在壓輥的作用下被壓入成型孔內。從成型孔內壓出的原料就變成圓柱形或棱柱形,最后用切斷刀切成顆粒狀成型燃料,富通新能源生產銷售的環模式秸稈壓塊機、秸稈顆粒機就是壓輥是顆粒成型機。
立式環板模造制粒機的壓模和壓輥的軸線都為鉛垂線,機型具有結構簡單緊湊、使用方便等特點。英國Lister公司生產的立式環板模制粒機,當裝機功率為18.5kW時,生產率可達500 - 800kg/h除用作生產顆粒成型燃料外,還用于化工原料和藥品的加工。平板模造粒機的壓模為易水平固定圓盤,在圓盤上與壓輥接觸的圓周上開有成型孔。在工作過程中該機由于壓輥和壓模之間存在相對滑動,可起到原料磨碎的作用,所以允許使用拉度稍大的原料。圖1-9為日本研制的F-20平板模制粒機的結構示意圖。
郭康權等(1995)對粉碎后的玉米秸稈進行平板模顆粒成型試驗,結果表明,原料含水率在30%左右時,顆粒成型率最大:含水率超過35%,則成型率急劇下降;含水率低25%時,成型孔被堵塞,顆粒不能擠出。因此,與棒狀燃料成型機相比,壓輥式成型機可以用來加工較為潮濕的原料。但壓輥式成型機的生產能力較低。
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秸稈壓塊機專業壓制農作物秸稈成型燃料。