生物质成型技术的研究

以玉米秸秆、杨树锯末和梧桐树叶生物质为研究对象,经收集、破碎等预处理后,常温下装入成型模具进行成型实验。研究成型压力、含水率及原料粒径对生物质成型效果与成型成品物理特性的影响。为生物质成型燃料的生产和使用,燃烧设备的研制以及合理选择燃烧设备的种类提供理论基础。     

成型压力对相似材料力学性质影响机理

为探究成型压力对相似材料力学性质的影响机理,选择IBSCM新型相似材料,运用正交试验方法系统性的研究了成型压力和配比对相似材料密度、抗压强度、弹性模量、泊松比的影响;采用极差分析和多元回归分析等方法对结果进行了分析。结果表明:各因素对相似材料物理力学性质影响显著性由大到小依次为胶结剂浓度、成型压力、铁粉含量、石膏含量;胶结剂浓度对相似材料的抗压强度、弹性模量起控制作用;成型压力由2 MPa增大到6 MPa时,材料的密度、抗压强度、弹性模量分别增大了5. 97%,59. 1%,27. 5%,成型压力对相似材料力学性质影响较大,相似模拟实验中选择恰当的成型压力和配比是提高模拟实验相似性的关键;得到了成型压力和配比对相似材料力学参数影响的回归模型,并对模型的有效性进行了验证。     

桉树皮和桑枝制备颗粒燃料成型工艺研究

【目的】利用广西栽桑养蚕和造纸加工行业每年产生的大量生物质剩余物,高效制备用于供热领域的颗粒燃料。【方法】以桉树皮(Eucalyptus Bank,EB)和桑枝(Ramulus Mori,RM)作为原料制备生物质颗粒燃料,分析生物质原料的种类、环模孔长径比、颗粒大小、原料含水率以及添加剂含量对颗粒燃料成型效率的影响。【结果】添加少量的木质素粘结剂可以降低生物质原料的成型压力,当原料的含水率为16%~20%,颗粒度为4mm,环模孔长径比为4.5∶1,粘结剂添加量为5%时两种生物质原料都可有效成型,所制备的颗粒燃料的密度≥1.1g/cm3,机械耐久性≥95%。【结论】本研究工艺成型率高,获得的颗粒燃料符合生物质燃料要求。     

含铁废料快速冷固成型固结机理及影响因素

针对转炉泥、除尘灰等含铁废料冷固成型固结速度慢,团块强度低的问题,采用自行开发的新型锈化剂进行压团试验,研究团块快速冷固成型固结机理及其影响因素。研究结果表明自行开发的新型锈化剂可加快团块的固结速度,提高团块的强度,在金属铁含量为5%、压团原料水分为10%、压团压力为300 kg/cm2的条件下自然养护24 h,团块的抗压强度可达2 000 N/P以上。     

环模压块机成型工艺参数与水稻秸秆压块热值的相关性试验

基于立式环模压块机9JYK-2000A的压缩成型工艺,对水稻秸秆压块低位热值的优化进行了方案设计和结果分析.以主轴转速、成型温度和含水率为影响因子,成型压块的低位热值为试验指标,进行二次正交旋转组合试验.根据试验结果,建立了成型工艺参数与压块低位热值之间的定量关系模型,且对所建模型进行试验性验证,误差范围小于5%,可被用于后续的优化模型.结合回归分析法和响应面分析法,在Design-Expert8.0.6软件中对数据进行分析以及优化方案的设计,结果表明:立式环模压块机各成型工艺参数对秸秆压块低位热值的影响顺序依次是主轴转速、成型温度、含水率,且水稻秸秆压块最佳低位热值的模型指标为主轴转速175 r·min-1,温度138℃,含水率14.33%,可达最佳低位热值11 711 k J.     

铁路站车垃圾衍生燃料制备工艺的正交试验研究

利用北京门头沟煤和铁路站车垃圾,在室温下采用钢模制备出了垃圾衍生燃料.选用L9(34)正交表,以落下强度和热稳定性为评价指标,考察了含水率、成型压力、煤配比和垃圾破碎粒度4个主要因素和3个水平条件对铁路垃圾衍生燃料制备工艺的影响.研究表明:各因素对垃圾衍生燃料(RDF)的热稳定性均无显著影响.试验得到的最优生产工艺参数为:成型压力50 MPa,含水率20%,粒径大小<13 mm,煤配比90%.     

生物质煤泥型煤成型特性分析

用鹤岗洗煤厂产出的煤泥分别与当地收集的玉米秸秆、稻壳及一种木屑混合,制成生物质型煤,利用电子万能试验机,对制成型煤的生物质种类、配比、成型压力、成型速度几个变化因素进行其冷态成型特性的试验研究,对生物质型煤压缩成型曲线与相应抗压强度关系进行了分析,得出其成型特性的变化规律,探讨了成型工艺条件与生物质型煤强度的关系.     

生物质成型燃料热风炉结渣特性及成因试验研究

采用生物质成型燃料热风炉,分别进行了炉膛温度、燃料层厚度、燃料粒径和过量空气系数等对结渣率影响的试验,根据试验与观察,得出了生物质成型燃料热风炉的结渣特性,并分析总结了生物质成型燃料热风炉的结渣成因、过程及结渣影响因素.     

9JYK-2000A秸秆压块机环模摩擦试验

针对秸秆固化成型过程中摩擦行为的复杂性,对影响9JYK-2000A型秸秆压块机环模磨损的物料对象水稻秸秆压块与45#钢的摩擦特性进行研究.以压块密度、含水率、正压力及摩擦速度为影响因子,摩擦系数为试验目标,设计五水平四因素正交试验,对试验结果进行极差分析和方差分析,根据试验结果,仿真模拟出不同摩擦系数条件下的磨损深度,并对滑动摩擦力的预测模型进行推导.结果表明:对摩擦系数的影响因素大小顺序为密度、含水率、摩擦速度、压力;密度、含水率和摩擦速度对摩擦系数影响显著,而压力不显著;当压块密度为1.5 g·cm~(-3),含水率为28%,压力为20 N,摩擦速度为5 mm·s~(-1)时,磨损速率最小;存在一最佳的摩擦表面分形维数使得滑动摩擦力最小.     

农林废弃物冷压成型过程热特性分析

针对生物质颗粒冷压成型过程,选取三种常见农林废弃物(木屑、小麦秸秆、玉米秸秆)进行压缩试验,分析含水率、温度及不同压力条件对原料和压缩过程中压块热特性所产生的影响.研究发现:随着含水率的提高,压块导热系数也随之增大,其增加规律基本呈线性变化;相对于木屑,小麦秸秆和玉米秸秆导热系数受温度影响较小,但仍随着温度的升高而升高,而低温(30~60℃)下木屑导热系数受温度影响较大;随着压力的增大,木屑与秸秆压块的导热系数均呈上升趋势,且木屑的导热系数变化较大;各生物质原料及压块的比热容随着含水率的提高均有较大幅度提高,秸秆及其压块受含水率影响更为明显.     

免烘干脱水污泥制备陶粒的试验研究

采用未经烘干的脱水污泥与粘土,利用粘土良好的吸水性,将污泥放置于粘土中捣制并混合制备陶粒,减少了脱水污泥在与粘土混合前需要单独对污泥进行烘干这一步骤.试验表明:经过优化后的陶粒制备方法可以生产出性能优异的轻质陶粒.随着烧焙温度的增加,陶粒的堆积密度减小、吸水率增大、单颗抗压强度减小;随着污泥掺量的增加,陶粒的堆积密度增大,单颗抗压强度亦会增强.     

重庆地区7种生物质的成分分析及热重实验

对重庆地区的玉米秆、玉米芯、高梁秆、稻秸、麦秸、黄桷树、竹子等7种生物质进行了工业成分分析与干基化学组成分析，并用热重分析仪对7种生物质的热解特性进行了热重实验．通过对热失重曲线分析，研究了生物质种类、加热速率、样品粒径、压力对生物质热解特性的影响，得到了最大热解速率对应温度及反应活化能、频率因子等热解反应动力学参数，     

压力下真空密封造型铸造

在真空密封造型工艺（Ｖ法）的基础上,提出压力下真空密封造型铸造工艺（Ｐ－Ｖ法）,并对Ｐ－Ｖ法中铸型抗压强度,抗剪强度抗拉强度硬度,薄膜烧失,浇注时型腔压力,金属液充型流动等工艺参数进行系统的基础研究。     

N,O-羧甲基壳聚糖/纳米β-磷酸三钙复合材料的制备及其物理性能测试

采用机械混合-热压成型法制备N,O-羧甲基壳聚糖(N,O-CMC)/纳米β-磷酸三钙(n-β-TCP)复合材料,并通过吸水率、显气孔率和抗压强度比较不同质量比的复合材料的物理性能及形貌差异.结果表明,随n-β-TCP粉末质量比的增大,复合材料的吸水率和显气孔率增大,抗压强度先减小后增大.激光共焦扫描显微镜表明,随着n-...     

准东高铁煤与稻草秆热解NOx前驱物释放规律研究

氨(NH_3)和氰氢酸(HCN)是燃料热解过程中的主要含氮化合物,也是燃烧过程中重要的NO_x前驱物,因此研究热解过程中HCN/NH_3的释放规律与转化机制,对降低NO_x排放意义重大。借助热重-质谱联用(TG-MS)系统开展实验研究,探讨了准东高铁煤与稻草秆热解过程中NO_x前驱物的释放规律。研究表明:准东高铁煤与稻草秆的热解产物中,NH_3是主要的NO_x前驱物;NH_3与HNCO、HCN与CH_3CN的释放规律趋同;同等实验条件下,稻草秆热解的NO_x前驱物释放量明显高于准东高铁煤的;准东高铁煤与稻草秆混合热解时,当稻草杆掺混质量百分比从10%增加至40%时,NO_x前驱物的释放量呈先减少后增加的趋势,NO_x前驱物释放量最低时的掺混比为30%,说明稻草秆与准东高铁煤共热解时,二者对NO_x前驱物的释放具有一定的协同耦合抑制作用。     

碱激发秸秆灰渣改良膨胀土试验研究

通过室内试验,探讨利用碱激发秸秆灰渣改良膨胀土的可行性及改良效果。试验研究了秸秆灰渣、碱激发秸秆灰渣改良膨胀土的基本工程性质指标、击实特性、胀缩特性及无侧限抗压强度的影响特征。试验研究结果表明,随着秸秆灰渣的增加或者碱溶液浓度的增加,膨胀土的塑性指数、自由膨胀率、膨胀量与膨胀力逐渐减小,这说明掺秸秆灰渣可有效降低膨胀土的胀缩性。击实样经养护后的膨胀试验结果表明,随着养护龄期的增加,膨胀土的膨胀力明显减小。无侧限抗压强度试验结果表明:没有经过养护的土样,碱激发秸秆灰渣对无侧限抗压强度的影响不够明显;经过7 d养护后,随着掺秸秆灰渣的增加,土样的无侧限抗压强度具有一定程度的提高,并且无侧限抗压强度存在一个峰值点。     

五柱塞式秸秆燃料成型机可行性分析

将传统理论计算与虚拟仿真模拟相结合,利用SolidWorks软件对三柱塞和五柱塞两种秸秆燃料成型机的冲压机构模型进行动力学仿真分析,得出主轴受力和工作所需的平衡力矩曲线;利用得出的分析结果进行理论计算,将所得结果进行比较,得出五柱塞式秸秆燃料成型机分析的可行性。     

粗骨料对高温后沙漠砂混凝土抗压性能影响数值模拟

针对高温作用对混凝土强度带来的不利影响以及中砂资源匮乏的问题,将沙漠砂混凝土视为由粗骨料、沙漠砂砂浆及界面相组成的三相复合材料。采用随机骨料模型建模,对高温后沙漠砂混凝土单轴受压破坏过程进行了数值模拟,分析粗骨料体积含量及粒径大小对高温后沙漠砂混凝土单轴抗压性能的影响。结果表明：高温后沙漠砂混凝土的破坏相继发生于界面相、界面相周边砂浆及外围砂浆,混凝土最终沿近对角线方向发生斜向破坏。随粗骨料体积含量增加,沙漠砂混凝土抗压强度先增大后减小,体积含量45%时,抗压强度最大。相对于最小粒径与中间粒径,粗骨料最大粒径对高温后沙漠砂混凝土抗压强度的影响更为显著。本研究可为沙漠砂混凝土的应用提供理论依据。     

褐煤无粘结剂热压成型特性

针对国内外丰富的褐煤资源及其在利用中存在的问题,阐述了发展褐煤无粘结剂热压成型的重要意义.通过对褐煤无粘结剂热压成型重要影响因素-成型温度和成型压力的分析,试验结果表明,型煤的抗压强度随成型温度的上升先增大后减小,即每种褐煤均存在最佳的成型温度,褐煤的失重率随成型温度的上升而增加,但其速率的变化是受褐煤煤质控制的.型煤的抗压强度随成型压力的增大而加强,但其防水性与褐煤的煤质有关.