双超声压缩生物质过程中压块松弛密度的影响因素研究
生物质复习题 2
1 生物质、生物质能的概念生物质:自然界中有生命的,可以生长的各种有机物质,包括动物、植物和微生物。
生物质能:由太阳能转化而来的以化学能形式储存在生物质中的能量。
2 生物质的种类和资源种类1)农业生物质资源:农作物(包括能源植物)、农业生产废弃物、农业加工业废弃物等2)林业生物质资源:森林生长和林业生产过程中所提供的生物质资源3)畜禽粪便:畜禽排泄物的统称4)生活污水和工业有机废水:农村和城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成5)城市固体有机废弃物:主要由城镇居民生活垃圾,商业、服务业垃圾等固体有机废弃物组成,成份复杂。
资源特点1)资源分布十分广泛,远比石油丰富,可以不断再生。
2)城市内燃机车辆使用从生物质资源提取或生产出的乙醇、液态氢时,有利于保护环境。
3)开发生物质能源,可以促进经济发展,提高就业机会,具有经济与社会的双重效益。
4)在贫瘠的或者被侵蚀的土地上种植能源作物或者植被,可以改善土壤、生态环境,提高土壤利用度。
3 生物质能转换技术有哪些类型?1)直接燃烧技术:最普通的生物质能转化技术,即燃料中可燃成份和氧化剂(一般是空气中的氧气)发生氧化反应的化学反应过程,在反应过程中强烈析出热量,并使燃烧产物的温度升高。
2)生物转换技术:用微生物发酵方法将生物质能转化为燃料物质的技术,通常生产的液体燃料为乙醇,气体燃料为沼气,并伴有二氧化碳产生。
3)热化学转换技术:在加热条件下,用热化学手段将生物质能转换成燃料物质的技术。
常用的方法有气化法、热裂解法和高压液化法。
4)其他转换技术:生物质压缩成型技术,生物柴油,生物质制氢。
第二章生物质能资源与能源植物1 生物质能资源有何特点(1)可再生(2)普遍、易取(3)可储存和运输(4)挥发组分高,炭活性高,易燃(5)环保(6)是能量密度较低的低品位能源.2 生物质化学组成的主要成分有哪些?(1)纤维素(2)半纤维素(3)木质素(4)淀粉(5)蛋白质(6)其他有机成分(有机物)(7)其他无机成分(无机物)3 生物质的元素分析成分有哪些?C H O N S P K 灰分等4 生物质组成成分的工业分析成分有那些?水分挥发分灰分固定碳5 生物质的物理特性和热性质主要包括:1、粒度,形状和粒度分布2、密度和堆积密度3、摩擦和流动特性角4、比热容5、导热性6 能源植物:能源植物通常包括速生薪炭林,含糖或淀粉植物,能榨油或产油的植物,可供厌氧发酵用的藻类和其他植物等。
生物质固化成型设备及其成型影响因素分析
生物质固化成型设备及其成型影响因素分析生物质固化成型是将生物质材料进行压缩、加热、干燥等处理,使其固化形成密度较高、耐久性强的成型产品。
该成型方式在生物质能利用领域中具有广泛的应用,例如生物质燃料、生物质生物质炭、生物质制氢等。
在这些应用中,生物质固化成型设备的使用至关重要。
本文将介绍生物质固化成型设备及其成型影响因素。
一、生物质固化成型设备生物质固化成型设备包括压力机、干燥器、热压机、冷却装置等。
这些设备对生物质材料的成型效果有着直接的影响。
下面分别介绍各个设备的作用。
1.压力机压力机是将生物质原料进行压缩的主要设备。
通过压缩,生物质的密度得到提高,以便更好地固化成型。
压力机的压缩力度和速度对成型质量有着关键的影响。
过强的压缩力度可能导致生物质原料脆性增大、分散性降低,而过慢的压缩速度则可能导致生物质原料的成型质量不足。
因此,压力机的参数应调整到最佳状态,以确保生物质原料达到最佳的成型效果。
2.干燥器干燥器是将生物质原料中的水分蒸发掉的设备。
干燥器的温度和湿度要根据生物质原料的成分和含水量来调整,以便达到最佳的干燥效果。
同时,干燥时间和干燥速度也是影响成型质量的重要因素。
如果干燥时间过长,会使生物质原料过度干燥,并导致成型难度增大;如果干燥速度不够快,那么生物质原料的表面水分很难挥发,成型效果不佳。
3.热压机4.冷却装置冷却装置是对生物质固化成型后的产品进行冷却、硬化的设备。
冷却过程中的温度、压力都对产品质量有着重要的影响。
如果温度过高或者压力不适当,就会导致产品表面破裂、变形等质量问题。
二、成型影响因素分析生物质材料的成型效果主要由原料的性质、处理方式、成型设备的参数等因素共同决定。
具体来说,以下几个因素对生物质固化成型影响最大:成型压力是影响成型质量的关键因素之一。
成型压力越大,生物质原料的密度越高,成型质量也会越好。
但是,成型压力过大也会导致生物质原料的成型困难,甚至会导致原料强度下降,影响成型效果。
生物质(农作物秸秆)致密成型技术概述
2 成型原料问题 生物质原料的特点是具有季节性、分散性,因此严
重的影响了生物质致密成型燃料的工业化生产,根据 中国特色,必须考虑生物质的收集半径。建议采取分 散设点加工及就地使用和集中调配使用的方法。解决 上述问题。考虑到收集范围问题,生物质致密成型设 备的生产率不宜过大。 3 配套设备问题
结渣:是由于秸秆相对于煤和其它的燃料中的碱金属和氯的含量较 高(钾1%左右,氯0.8%左右,是突出特点)加之秸秆收集过程中 带入较多的的SiO2,就使其在燃烧过程中产生含有较多碱金属的 飞灰颗粒。这些颗粒易凝结在锅炉部分受热面上,一定程度下形 成玻璃状的结渣,是一种复杂混合物。严重的结渣会使锅炉停止 运转。
农林废弃物主要由纤维素、半纤维素和木质素组成,木质素为 光合作用形成的天然聚合体,具有复杂的三维结构,是高分子物 质,在植物中含量约为15%~30%。当温度达到70~100℃,木 质素开始软化,并有一定的黏度。当达到200~300℃时,呈熔融 状,黏度变高。此时若施加一定的外力,可使它与纤维素紧密粘 结,使植物体积大量减少,密度显著增加,取消外力后,由于非 弹性的纤维分子间的相互缠绕,其仍能保持给定形状,冷却后强 度进一步增加,成为成型燃料。
CF型后,体积缩小,密度可达 1t/m3左右, 含水率在20%以下,便于贮存和运输。 成型燃料在燃烧过程中热值可达16000kJ/kg左右, 燃烧过程相对干净,热性能优于木材,体积发热量 与中质煤相当,可广泛用于民用炊事炉、取暖炉、 生物质气化炉、高效燃烧炉和小型锅炉,是易于进 行商品化生产和销售的可再生能源。
腐蚀:FeCL3 、碱金属 其它:我国化肥使用多,秸秆中N含量较高,据研究,N2O的温室
效应威力是CO2的296倍。还有一些燃烧微量元素的幅射都远远 大于其他燃料。
生物质能生物质压缩成型技术的研究
生物质能生物质压缩成型技术的研究一、现状分析生物质能是指由植物、动物等生物体以及它们的代谢产物为基础,通过化学、物理等方式转变为可利用能量的形式。
生物质能具有可再生、环保等优点,所以备受人们关注。
生物质的直接利用方式有很多种,如生物质压缩成型技术,是一种将生物质原料压缩成成型物,提高储存和运输的效率的方法。
目前,生物质压缩成型技术已经在生物质能行业得到广泛应用。
生物质原料经过压缩成型后,可以制成各种形状的成型物,如颗粒、砖块等,提高了生物质的密度和稳定性。
这有利于减少储存和运输成本,提高生物质能的利用效率。
生物质压缩成型技术也有利于减少生物质能的灰尘排放,改善环境。
然而,生物质压缩成型技术在应用过程中还存在一些问题。
在压缩成型过程中,由于生物质原料的性质复杂,可能会导致成型物的密度不均匀,质量不稳定。
生物质压缩成型设备的耐磨性和耐腐蚀性也是一个问题,长期使用后需要进行维护或更换,增加了成本。
生物质压缩成型过程中,产生的废水和废渣的处理也是一个不容忽视的环境问题。
二、存在问题1.生物质原料的性质复杂,导致成型物密度不均匀,质量不稳定。
2.生物质压缩成型设备的耐磨性和耐腐蚀性较差,增加了维护成本。
3.废水和废渣处理问题亟待解决。
三、对策建议1.改进生物质压缩成型工艺,提高成型物的密度均匀性和质量稳定性。
可以通过调整原料比例、优化工艺参数等方法来改善这一问题。
2.加强生物质压缩成型设备的研发,提高其耐磨性和耐腐蚀性。
可以采用耐磨材料以及进行表面处理等手段来解决这一问题,并提高设备的长期稳定性。
3.加强废水和废渣处理技术研究,实现资源化利用和减少环境污染。
可以利用生物质废水中的有机物质和养分来生产肥料等,同时采用先进的处理技术来减少废渣的对环境的影响。
四、结论生物质压缩成型技术是生物质能行业中一种重要的利用方式,可以提高生物质能的储存和运输效率。
然而,在实际应用中还存在一些问题需要解决,需要加强技术研究和设备开发,同时关注环境问题,实现生物质能的可持续利用。
生物质压缩成型技术的研究进展
生物质压缩成型技术的研究进展煤、石油和天然气等化石能源在为人类社会发展提供能源动力的同时,也对人类的生存环境造成了巨大的危害,如温室效应、NO,排放、SO:排放和粉尘污染等。
与此同时,人类社会也面临着化石能源枯竭的问题,所以寻求开发新的能源,实现社会的可持续发展也日益受到世界各国的重视。
生物质能源作为一种可再生的清洁能源,有着良好的发展前景。
美国国家科学院在《1985~2010年的能源转换》中明确指出:“到2010年,大规模生物质转化所获得的能量将是1985年能源总需求量的20倍”。
我国也提出了“到2020年,可再生能源在能源构成中的比例要占10%左右”的可再生能源发展战略。
但是生物质资源也具有能源密度低、可利用半径小、生产具有季节性、存储损耗大和存储费用高的缺点。
而生物质压缩成型,即生物质致密成型是克服上述缺点的有效技术手段之一。
1 生物质压缩成型的理论依据1962年德国的Rumpf针对不同材料的压缩成型,将成型物内部的粘结力类型和粘结方式分成5类:①固体颗粒桥接或架桥;②非自由移动粘结剂作用的粘结力;③自由移动液体的表面张力和毛细压力;④粒子间的分子吸引力(范德华力)或静电引力;⑤固体粒子间的充填或嵌合。
J.A.Lindley在对生物质燃料压缩成型的研究中指出,虽然成型物的密度和强度受温度、含水量、压力和添加剂等诸多因素影响,但实质上,都可以用Rumpf所述的一种或一种以上的粘结类型和粘结力来解释生物质成型物内部的成型机制。
一般认为,植物细胞中不仅含有纤维素、半纤维素,还含有木质素,简称木紊。
木素是具有芳香族特性的、结构单体为苯丙烷型的立体结构高分子化合物。
在阔叶木、针叶木中干燥基木素含量为27%~32%,禾草中木素含量为14%~25%。
虽然在各种植物中都含有木素,但它们的组成、结构并不完全一样。
在常温下木素不溶于任何有机溶剂。
木素属非晶体,没有熔点,但有软化点,当温度为70~100℃时,粘合力开始增加。
生物质压缩成型过程建模与参数优化探讨
料含水率一定时 , 成 型温 度越 高 , 所 需 压 力 越 小 。这 是
由于 生 物 质 成 型 过 程 中加 热 将 木 质 素 软 化 形 成 胶 体 物 质有利于成型 , 并 有 效 的减 少 了生 物 质 原 料 对 模 具 的磨 损, 提 高模 具 寿 命 。 目前 , 成 型 过 程 的 加 热 主 要 有 外
2 O 1 3 年1 月
J o u r r m l o f G r e e n S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y
绦 色科 技
第 1期
生物质压缩成 型过程建模 与参数优化探讨
段 宇, 马敏阳, 薛锐
( 南京 工程 学 院 能源与 动 力工程 学 院 , 江 苏 南京 2 l l l 6 7 )
摘要: 指 出 了 生物 质 压 缩 成 型 参数 优 化 目标 是 使 成 型 燃 料 获得 较 好 的 燃 烧 品 质 和 气 化 性 能 , 并 易 于 储 存 运 输 。 建 立 计 算 机 仿 真 成 型 过 程 的 模 型 并 运 用模 型 优 化 参 数 , 可 以 提 高成 型 料 的 性 能 和 对 生物 质 气化 后 燃 气 品 质 的 改 善 和提 高 具 有 实 际意 义 。在 相 关领 域 研 究 的 基 础 上 , 研 究 了影 响 生 物 质 致 密 成 型 过 程 和 气 化 的相 关 因 素 , 探 讨 了应 用 最 小二 乘 支持 向 量 机 对 致 密 成 型 建模 及 参 数 优 化 的 可 行 性 。
影 响生 物 质 的成 型 的 因 素有 很 多 , 包 括 内在 和外 在
2 生 物 质 成 型 机 理
在 人 们 的生 活 和 生 产 中 会 产 生 农 业 废 弃 物 ( 秸秆、
生物质压块机工艺流程是什么?
生物质压块机工艺流程是什么?生物质压块机是一种将生物质废料,如木屑、秸秆、稻草等转化为高密度固体燃料或颗粒状材料的设备。
其所采用的工艺流程涉及到材料处理、压缩成型、制粒、冷却等多个环节。
下面将详细介绍生物质压块机的工艺流程。
一、原料处理生物质废料需要在使用前进行处理,以达到良好的成型效果。
原料处理包括研磨、筛选、打湿等环节。
研磨将大块的生物质废料切成细小的颗粒,以便后续加工处理。
筛选过程是为了保证所使用的生物质废料不带有太多杂质,影响成型效果。
打湿作为影响成型的重要环节,通过加水,使原料的湿度达到标准,从而保证成型效果。
二、进料生物质压块机配备了专门的进料机构,将打好湿的原料送入进料口。
由于原料湿度不同,进料量也会相应变化,为了保证成型的效果,进料机构会自动调整进料量和湿度。
三、压缩成型在压缩成型环节,进料机构将原料转移到压力室中,经过加热和压力的作用,生物质废料会逐渐软化,形成块状。
压缩成型环节是生物质压块机工艺流程的核心环节,而压块的质量取决于所使用的压力、温度、形状和大小等参数。
四、制粒压缩成型后的块状物料需要进一步加工,以达到更好的燃烧效果。
所以在工艺流程中,需要将块状的物料进行细碎和筛选,制成更小的颗粒状物料。
制粒环节所使用的设备是制粒机,其工作过程简单,可以将成型块状物料较快的制成颗粒状物料。
五、冷却经过制粒后的颗粒状物料需要进行冷却处理,以便更好的贮存和使用。
冷却环节通过风冷方式,将高温的颗粒状物料降温,使其达到室温。
冷却后,生物质压块机处理出的颗粒状物料就可以储存或使用了。
总的来说,生物质压块机的工艺流程比较简单,在原料处理、压缩成型、制粒和冷却环节都可以通过机器进行自动化处理。
不过,在工艺流程中,各个环节都需要严格控制参数,以保证成型块状物料的质量。
此外,生物质压块机所处理的原料易燃,容易产生爆炸,对此生产厂家和操作人员需要注意安全问题。
切碎棉杆高密度压缩成型的试验研究 (1)
浙江大学学报(农业与生命科学版) 29(2):139~142,2003Journal of Zhej iang University (A gr ic.&L ife Sci.) 收稿日期:2002-09-10基金项目:浙江省科技厅重点资助项目(011101084)作者简介:盛奎川(1963—),男,浙江绍兴人,博士,副教授,主要从事生物质资源和材料工程、新能源利用工程研究。
文章编号:1008-9209(2003)02-0139-04切碎棉杆高密度压缩成型的试验研究盛奎川1,钱湘群1,吴杰2(1.浙江大学生物系统工程系,浙江杭州310029;2.石河子大学机电工程学院,新疆石河子832003)摘 要:对切碎棉杆进行高密度压缩成型试验,研究了压缩过程中压力与密度的关系,结果表明压力与密度的变化表现为指数关系。
研究了压力、温度和切碎棉杆粒度大小对成型块松弛密度的影响,结果表明,在温度和初始密度相同条件下,压力增大,松弛比相应减小;在压力和初始密度相同条件下,常温压缩比加温压缩的松弛比大,当切碎棉杆温度在120~180℃范围内变化时,成型块的松弛比变化不明显;粒度越小,松弛比越小,但粒度在3~10mm 变化时,松弛比没有明显差异。
关 键 词:生物质;棉杆;压缩;成型块;密度;松弛中图分类号:S216.2;S226.7 文献标识码:ASHEN G K ui-chuan 1,Q IA N Xiang -qun 1,WU Jie 2(1.D ep t .of Biosy stems E ngineering ,Zhej iang U ni -v er sity ,H angz hou 310029,China ; 2.College of M echanical and E lectr onic Eng ineer ing ,S hihez i U ni -v er sity ,Shihez i 832003,China )Experimental studies on compressing chopped cotton stalks to high densities .Journal of Z hejiang U niver sity (A gr ic.&L ife Sci.),2003,29(2):139-142Abstract :Ex per iments w ere car ried out fo r seeking the r ela tio nship betw een press pressure and t he co mpr essing densit y when t he chopped co tto n stalks was compressed.T he r esults indicated an ex po nen-tial fo r m of r elat ionship bet ween density and pr essur e.In this pa per ,the effects of pressure,tempera-tur e ,and par ticle size dist ribution of chopped mat eria ls on relax density w er e also studied .T he results sho wed that the relax r atio decr eased as the pressure increased w hen t he temper ature and init ial density w er e kept the same,the r elax rat io of br iquett es of no rma l temper atur e compr ession w as hig her than t hat o f heated co mpr ession if t he pressur e and initial density w ere kept the same ,but the r ela x ra tio har dly cha ng ed w hen the temperatur e of cho pped co tton stalks chang ed fr om 120℃to 180℃.T he re-sult s also show ed that the r ela x rat io decr eased as the par ticle size became samller ,but it har dly changed w hen t he par ticle size changed fr om 3mm to 10mm.Key words :bio mass ;cott on stalks ;co mpress ;br iquett e ;densit y ;relax 棉杆是我国最丰富的农作物残余物之一,据新疆的统计,年产量达600~750万t (湿物质)[1]。
生物质压缩成型的机理
生物质压缩成型的机理生物质压缩成型是一种将生物质原料制成固体燃料或生物质制品的过程。
由于其高热值、易贮运、低硫等特性,越来越多的人开始关注生物质压缩成型技术。
本文将介绍生物质压缩成型的机理。
生物质压缩成型设备可以将生物质材料(如松木屑、稻壳等)按指定形状和尺寸制成固体燃料或生物质产品。
这些产品可以在家庭、农业、工业和能源生产方面广泛使用。
生物质压缩成型技术可以将废旧材料转化为有价值的能源和化学品,同时减少对非可再生能源的依赖。
生物质压缩成型的主要工艺包括材料制备、原料破碎、混合、融合和成型。
其中,成型是一个关键的过程,因为它决定了压缩成型品的品质和性能。
实际上,生物质压缩成型过程中有三种基本的力学机制:弹性变形、塑性变形和断裂。
这些力学机制随着压缩力的增加逐渐转化为生物质纤维素颗粒之间的相互作用,使得松散的生物质原料逐渐成为一个固体物体。
具体来说,生物质压缩成型中的机理可以分为以下几个步骤:1.预处理生物质原料:预处理是生物质压缩成型中的一个重要环节。
通过预处理,可以去除生物质原料中的杂质和水分,减少原料中硬质物的数量。
预处理可以增加生物质的密度和硬度,降低生物质的颗粒大小。
2.破碎和混合:生物质原料通常需要经过机械破碎和混合,使其颗粒尺寸足够小,以便于成型。
破碎和混合的过程可以将生物质颗粒与水混合,形成一种粘合性的物质。
3.成型:成型是生物质压缩成型的关键步骤。
在成型过程中,生物质原料经过压力和热量的作用,逐渐变成具有规则形状和紧密结构的物体。
成型的压力和温度决定了产品的形状、密度和硬度。
4.冷却和包装:在成型之后,生物质制品需要冷却和包装。
冷却可以防止产生内部应力,从而增加产品的强度和稳定性。
包装则有助于保护产品,使其不受外部环境的影响。
总之,生物质压缩成型的机理是一个复杂的过程,需要考虑材料的物理、化学和机械特性。
通过合理的处理、成型和冷却等步骤,可以制造出高质量的生物质制品和固体燃料。
生物质压缩成型技术的研究进展
生物质压缩成型技术的研究进展煤、石油和天然气等化石能源在为人类社会发展提供能源动力的同时,也对人类的生存环境造成了巨大的危害,如温室效应、NO,排放、SO:排放和粉尘污染等。
与此同时,人类社会也面临着化石能源枯竭的问题,所以寻求开发新的能源,实现社会的可持续发展也日益受到世界各国的重视。
生物质能源作为一种可再生的清洁能源,有着良好的发展前景。
美国国家科学院在《1985~2010年的能源转换》中明确指出:“到2010年,大规模生物质转化所获得的能量将是1985年能源总需求量的20倍”。
我国也提出了“到2020年,可再生能源在能源构成中的比例要占10%左右”的可再生能源发展战略。
但是生物质资源也具有能源密度低、可利用半径小、生产具有季节性、存储损耗大和存储费用高的缺点。
而生物质压缩成型,即生物质致密成型是克服上述缺点的有效技术手段之一。
1 生物质压缩成型的理论依据1962年德国的Rumpf针对不同材料的压缩成型,将成型物内部的粘结力类型和粘结方式分成5类:①固体颗粒桥接或架桥;②非自由移动粘结剂作用的粘结力;③自由移动液体的表面张力和毛细压力;④粒子间的分子吸引力(范德华力)或静电引力;⑤固体粒子间的充填或嵌合。
J.A.Lindley在对生物质燃料压缩成型的研究中指出,虽然成型物的密度和强度受温度、含水量、压力和添加剂等诸多因素影响,但实质上,都可以用Rumpf所述的一种或一种以上的粘结类型和粘结力来解释生物质成型物内部的成型机制。
一般认为,植物细胞中不仅含有纤维素、半纤维素,还含有木质素,简称木紊。
木素是具有芳香族特性的、结构单体为苯丙烷型的立体结构高分子化合物。
在阔叶木、针叶木中干燥基木素含量为27%~32%,禾草中木素含量为14%~25%。
虽然在各种植物中都含有木素,但它们的组成、结构并不完全一样。
在常温下木素不溶于任何有机溶剂。
木素属非晶体,没有熔点,但有软化点,当温度为70~100℃时,粘合力开始增加。
不同模式下超声压缩生物质实验分析
单超声辅助振动压缩生物质颗粒成型实验装置生物质的压缩成形过程为:先为气压预压阶段,生物质初步成型;接下来为超声压缩阶段,利用超声震动使得已经成型的生物质块进一步压缩;最后为保压阶段,生物质块完全成型。
在气压预压阶段,控制气缸的推杆带动振子向下运动,工具头对模具中的生物质进行预压缩,当推杆停止运动时,保压。
在超声压缩阶段,开启超声电源,超声振子开始工作,对已经成型的生物质块进行振动压缩,压缩10s。
最后关闭电源后,保压结束后,完成对生物质块的超声压缩。
试验结束后气动系统控制推杆和振子上行,打开成型模具,取出生物质块并进行编号、记录[9]。
本试验所用生物质经过孔径为2mm的筛网进行筛选,去除了因为材料颗粒不均而产生的实验误差。
在压缩时预压气压,保压阶段气压维持不变。
每次试验取生物质质量为图2 压块抗摔性与超声电源电压关系电流对压块的抗摔性影响是压块抗摔性与超声电源电流关系图,随着超声1.6A,压块的抗摔性从27.5%增加到。
说明在工作在恒流模式下提高电源的电流能够明显增加压块的抗摔性,即生物质的压缩效果明显增强。
在恒流加工过程中,随着加工过程的进行整个系统的阻抗会增大,由于换能器端的电流不变,电压下降不大,整个功率下降的也不大。
故当增大电流时,生物质块的压缩效果明显增强。
图3 压块抗摔性与超声电源电流关系功率对压块的抗摔性影响下图4是压块抗摔性与超声电源功率关系图,随着超声 图4 压块抗摔性与超声电源功率关系 结束语 本文研究了在超声辅助压缩生物质过程中,超声电源的电压、电流、功率对生物质块抗摔性的影响规律。
结果表明超声辅助压缩能够明显改善生物质的压缩效果,其中恒功率模式下(上接第137页)代表:PacBio的SMRT sequencing以及Nanopore公司的Nanopore sequencing(纳米孔测序)。
纳米孔测序由于设备简单,样品制备灵活,更适合在普通实验室条件下进行,所以这里主要介绍。
稻秸高密度压缩过程中应力松弛的试验研究
稻秸高密度压缩过程中应力松弛的试验研究闫翠珍;武国峰;王效华;杨旭;常志州;黄红英【摘要】为揭示农作物秸秆高密度压缩成型后应力松弛的规律及明确秸秆高密度压缩成型工艺的有关参数,以稻秸秆为试验对象,采用闭式压缩的方式,选取三元件广义 Maxwell 模型( zener 模型)和四元件广义 Maxwell 模型两个流变模型(下面简称三元件模型和四元件模型),利用控制变量的研究方法和 MatLab 软件中cftool 工具进行拟合。
结果表明:四元件模型的拟合效果要优于三元件模型,粘弹性参数的变化范围:E1=2.071~6.687MPa、η1=1.046~3.060MPa· s、E2=0.237~0.811MPa、η2=12.780~48.090MPa· s,试验结果都存在E1>η1,E2﹤η2;在应力松弛过程的0.7s 以内松弛速率最快,松弛过程持续90s 左右应力趋于平稳,残余应力较小。
该试验可为秸秆高密度压缩成型工艺的优化设计提供理论参考。
%In order to improve the compression conditions and parameters , and verify the relationship of stress-relaxa-tion, straw was compressed and two rheological models were analyzed in the present study , which was useful for the de-sign of the compression molding equipment .The analytical method that control variables and cftool tools in MATLAB were used to discussed fitting curve .The different compression force , length of straw , and feed quantity were discussed the mechanical behavior related to stress relaxation of rice straw in closed compression tube .The results showed that: the four components which contain two Maxwell model parallel is better than a Maxwell componentsin parallel a spring ele -ment model to describe the rice straw stress relaxation process .The rheological model of rice straw in the testconditions and the relevant rheological parameters of the model were obtained .The change of characteristic parameters rangeas fol-lowed:E1=2.071~6.687MPa,η1=1.046~3.060MPa· s,E2=0.237~0.811MPa,η2=12.7 80~48.090MPa· s.All the results showed the similar result that E 1>η1 and E2 ﹤η2.This means the rheological of rice straw is not same as to the rheological of solid or fluid .Usually , the stress relaxation time was used to characterize the stress relaxa-tion, which depends on the initial stress and the stress relaxation time ratio .It was found that an optimum feed quantity which has the fastest stress relaxation ,which is the same result as the previous researchers .The stress relaxation was fas-test at the condition of 1.85g.The range of the first stress relaxation time is 0.40~0.67s and the second is 39.19~89.56s at the different compression force .The curves tend to become smooth at the end of 90 s .which has a small re-mainstress .The fastest relaxation rate occurs at 0 .7 s at the stress relaxation process under the conditions of remaining any two experimental factors unchanged .【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】7页(P181-187)【关键词】稻秸秆;压缩;应力松弛;模型;MatLab【作者】闫翠珍;武国峰;王效华;杨旭;常志州;黄红英【作者单位】南京农业大学工学院,南京 210031; 江苏省农业科学院农业资源与环境研究所,南京 210014; 江苏省农业废弃物资源化工程技术研究中心,南京210014;江苏省农业科学院农业资源与环境研究所,南京 210014; 江苏省农业废弃物资源化工程技术研究中心,南京 210014;南京农业大学工学院,南京 210031;江苏省农业科学院农业资源与环境研究所,南京 210014;江苏省农业科学院农业资源与环境研究所,南京 210014; 江苏省农业废弃物资源化工程技术研究中心,南京 210014;江苏省农业科学院农业资源与环境研究所,南京 210014; 江苏省农业废弃物资源化工程技术研究中心,南京 210014【正文语种】中文【中图分类】S216.2农作物秸秆压缩成型处理为秸秆的储存及运输带来了方便,具有良好的经济效益、社会效益及生态效益[1]。
生物质压缩成型
大型平模式制粒机具有很多优点:原料适应性广、产量大、吨料耗电低、辊模寿 命长、成型密度可调等。
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4.炭化成型 生物质炭化是将松散的生物质经烘干或晒干、粉碎,然后
在制炭设备中,经干燥、干馏、冷却等工序,将生物质制 成木炭的过程。通过生物质炭化生产的木炭称有机木炭。 炭化后的原料在压缩成型后生成的产品力学性能较差,在 存储、运输和使用时容易开裂和破碎,所以在成型时需要 加入一定量的粘结剂,改变其力学性能。
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5.成型温度 加热使生物质物料达到适当的温度,能够使生物质中所含 的木质素软化、熔融而成为粘结剂;使所压缩燃料的外表层 炭化,减少挤压动力消耗;提供物料分子结构变化所需的能量。 如果成型机模内达不到一定温度,一则加工原料过于坚硬不易 被压缩;再则原料内的木质素不能软化,无豁结作用,使得原 料难以成型。
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农林废弃物的主要成分是纤维素、半纤维素、木质 素。木质素为光合作用形成的天然聚合体,具有复 杂的三维结构,在植物中的含量一般为15%~30%。 是非晶体,没有熔点但有软化点,当70℃~110℃时 开始软化,具有一定的粘度;当200℃~300℃时粘 度很高。
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1.常温常压成型 在常温下,对纤维类原料进行水解处理,即把含有纤维类
的原料放入水中浸泡数日,使纤维变得柔软、湿润皱裂并部 分将解,然后再压缩成型,使压缩特性明显提高,该工艺适 用于原料水分较高的工艺; 2.热压成型
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是目前普遍采用的生物质压缩成型方法。该成型工艺的特点 是原料在挤压的同时对原料进行加热。
活性物质比例及压实密度对NCM811正极的影响研究
活性物质比例及压实密度对NCM811正极的影响研究
单颖会;吴涛;林双;战祥连
【期刊名称】《电源技术》
【年(卷),期】2024(48)1
【摘要】利用充放电机、交流阻抗技术、扫描电镜技术和半电池技术,研究了正极涂层中活性物质(NCM811)比例和涂层压实密度对正极的性能影响。
相比于涂层中NCM811比例为90%和93.5%,当NCM811比例为97.3%时,活性物质放电比容量明显下降,这是因为导电剂不足,产生较强的欧姆极化所致;当NCM811比例为93.5%时,涂层放电比容量最高,是因为具有相对较少的非活性物质和相对较高的活性物质放电比容量;当NCM811比例为97.3%时,循环后NCM811颗粒出现粉碎化现象,这是各向异性应力和焦耳热共同作用的结果。
涂层压实密度从3.325
g/cm^(3)到3.675 g/cm^(3),NCM811放电比容量先增后降,是欧姆极化和电化学极化共同作用的结果,循环稳定性逐渐提高,是因为辊压使涂层内部结构稳定,能抵抗活性物质各向异性应力以及降低极片欧姆电阻。
【总页数】8页(P71-78)
【作者】单颖会;吴涛;林双;战祥连
【作者单位】淄博火炬能源有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM912
【相关文献】
1.双超声压缩生物质过程中压块松弛密度的影响因素研究
2.正极压实密度对动力电池性能的影响
3.不同铅膏含酸量及固化工艺条件对正极活性物质结构组成和形貌的影响研究
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5.锂电池正极材料压实密度测试的条件研究
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简述生物质压缩过程的影响因素
简述生物质压缩过程的影响因素生物质压缩是将生物质原料经过一系列工艺处理后,使其体积减小、密度增大的过程。
生物质压缩的影响因素主要包括原料的物理性质、压缩工艺参数和设备条件等。
原料的物理性质对生物质压缩过程具有重要影响。
原料的含水率是影响生物质压缩效果的重要因素之一。
过高或过低的含水率都会影响压缩效果。
当含水率较高时,水分在压缩过程中会蒸发,产生膨胀力,导致原料体积变大,这会降低压缩效果。
而含水率过低时,原料的柔软性会降低,难以形成均匀的压缩结构。
压缩工艺参数也对生物质压缩效果有重要影响。
压缩工艺参数包括压力、温度和压缩速度等。
压力是控制生物质体积减小的重要参数,较高的压力能够使原料的体积更小、密度更大。
但是,过高的压力可能导致原料结构破坏,降低压缩效果。
温度也是影响生物质压缩的重要因素,适当的温度可以增加原料的柔软性,有利于形成均匀的压缩结构。
同时,压缩速度也会影响压缩效果,较低的压缩速度可以使原料更充分地适应压缩力,提高压缩效果。
设备条件也对生物质压缩效果有影响。
设备条件包括压缩设备的类型和设计参数等。
不同类型的压缩设备对原料的适应性不同,需要根据原料的特性选择合适的设备。
设备的设计参数如模具结构、压力传递方式等也会影响压缩效果。
合理的设备设计能够提高压缩效率和压缩质量。
除了以上影响因素,原料的颗粒大小、形状和密度等也会对生物质压缩效果产生影响。
颗粒大小和形状的不同会影响原料颗粒之间的堆积紧密度,进而影响压缩效果。
较大的颗粒和不规则的形状会导致堆积不均匀,减少压缩效果。
而较小的颗粒和规则的形状有利于形成均匀的压缩结构,提高压缩效果。
此外,原料的密度也会影响压缩效果,较低的密度会导致原料易被压缩,从而提高压缩效果。
生物质压缩的影响因素包括原料的物理性质、压缩工艺参数和设备条件等。
在生物质压缩的实际应用中,需要根据具体情况选择合适的原料处理方法、优化压缩工艺参数和设备条件,以提高生物质压缩效果,实现资源的高效利用。
简述生物质压缩过程的影响因素
简述生物质压缩过程的影响因素生物质压缩是将生物质原料通过一定的压力和温度条件下进行加工处理,使其体积减小,密度增加的过程。
生物质压缩过程中受到多种因素的影响,这些因素会对压缩效果和产品质量产生重要影响。
第一,原料特性。
生物质的原料特性是影响压缩效果的重要因素之一。
不同种类的生物质原料具有不同的结构和化学成分,这将直接影响到其压缩性能。
一般来说,纤维素含量高、木质素含量低的生物质原料易于压缩,而纤维素含量低、木质素含量高的生物质原料则较难压缩。
此外,原料的含水率也会对压缩效果产生重要影响。
过高或过低的含水率都会影响原料的压缩性能,因此在生物质压缩过程中需要控制原料的含水率。
第二,压力条件。
压力是实现生物质压缩的重要工艺参数之一。
压力的大小直接影响到生物质的压缩效果。
在压缩过程中,适当增加压力可以有效提高生物质的压缩率和密度,进而提高生物质的利用效率。
然而,过高的压力可能会导致能耗增大和设备磨损加剧,因此在实际生产中需要综合考虑经济性和技术性,确定合适的压力条件。
第三,温度条件。
温度也是影响生物质压缩过程的关键因素之一。
在适宜的温度条件下,生物质的可塑性增加,原料纤维之间的结合力减小,从而有利于生物质的压缩变形。
一般来说,较高的温度可以提高生物质的压缩率和密度,但过高的温度可能会导致生物质热解和破坏,因此需要选择合适的温度条件。
第四,压缩速度。
压缩速度是影响生物质压缩效果的另一个重要因素。
较快的压缩速度可以增加生物质的应变速率,从而促进生物质的塑性变形,提高压缩效果。
然而,过快的压缩速度可能会导致生物质的弹性变形增加,使得压缩效果降低。
因此,在实际操作中需要合理控制压缩速度,以获得最佳的压缩效果。
第五,压缩工艺参数。
生物质压缩过程中的工艺参数如压缩时间、保压时间等也会对压缩效果产生影响。
适当的压缩时间可以保证生物质充分变形和压实,提高压缩效果。
同时,保压时间的选择也会对产品的质量产生影响。
过长的保压时间可能会导致生物质热解和破坏,而过短的保压时间则可能会使得产品的密度不够高。
生物质能的利用之其他转化技术
二、特点 1. 热效率高、运行费用低 2. 燃气热值高 3. 循环经济、无污染 4. 市场利润大 5. 原料充足廉价
一、生物柴油的定义
生物柴油,即从动植物、微生物油脂通过酯交换
反应制可以直接替换石化柴油应用于 内燃机,并具有可再生、污染小、易降解等优点,是 一种优质可再生清洁能源。
三、压缩成型工艺及流程
工 艺
常温压缩成型工艺 热压成型工艺 预热成型工艺
炭化成型工艺
生 产 流 程
生物质原料收集 生物质原料粉碎 生物质原料干燥 压缩成型 成型燃料切断 成型过后的冷却 和除烟尘
一、定义
生物质炭化是指将生物质通过一定的工艺加工、
化学反应生成产品及副产品的过程。生物质在无空气 等氧化气氛情形下发生的不完全热降解,以生成炭、 可冷凝液体等产物的过程。
一、概述
农林废弃物经粉碎后用
机械加压的方法压缩成具有 一定形状、密度较大的固体 成型燃料,便于运输和储存, 能提高燃烧效率,且使用方 便、卫生,可以形成商品能 源。
二、压缩过程影响因素 • 压块的松弛密度 • 成型所需压力 • 成型模具的几何特征 • 填料量 • 压缩方式 • 物料的破碎程度 • 物料含水率 • 成型温度
二、生物柴油的优缺点
三、生物柴油生产工艺 1. 酸/碱催化法 2. 超临界法 3. 酶/细胞法
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I T A N G Y o n g - j u n ] , x u J u n , T A N G Y u e , H u H o n g — f e i , Z H A N G Y o n g - j u n
( 1 . Gu a n g d o n g Un i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ,Gu a n g z h o u 5 1 0 0 0 6,C h i n a ;
t r a n s p o r t a t i o n, h a n d l i n g a n d s t o r a g e .T h i s p a p e r s t u d i e d o n t h e r e l a x d e n s i t y o f p e l l e t s , whi c h we r e p l a c e d i n di f f e r e n t t i me . Th e p e l l e t s we r e p e l l e t e d wi t h d i fe r e nt p e l l e t i n g t i me , di f f e r e n t pr e s s u r e ,d i fe r e n t p e l l e t we i g h t a n d d i f f e r e n t mo i s t u r e c o n t e n t ,a n d u s i n g r e l xa a t i o n r a t i o d i r e c t l y r e le f c t e d pe l l e t d e n s i t y u n d e r d i f f e r e n t p e l l e t i n g c o n d i t i o n s . Th e r e s ul t s s h o we d t ha t t h e r e l x a d e n s i t y o f p e l l e t wa s g r a d u a l l y d e c r e a s e d u n d e r a l l p e l l e t i n g c o n d i t i o n, b u t wi t h d i f f e r e n t d e g r e e s o f r e l x a d e n s i t y d e c r e a s i n g . T h e r e l x a r a t i o n f p e l l e t g o t ma x i mu m wh e n
的 ,但松弛密度减小 的程度不 同;压块 的松 弛比分别在压缩时 间为3 O s 、预压力为 O . 1 7MP a 、生物质质量为 1 . 0 生物质含水
率为2 0 % 时达到最 大。 关键 词 :双超声 ;辅助振动压缩 ;生物质燃料 ;松弛密度 ;松弛 比 中图分类号 : T G 6 6 3 。T K 6 文献标识码 :A 文章编 号:1 0 0 9 — 9 4 9 2 f 2 0 1 5 ) O 1 — 0 0 1 1 一 O 5
S t udy o n t he I nf l ue nc i ng Fa c t o r s t o Pe l l e t Re l a x De ns i t yt r a s o n i c Vi b r a t i o n - As s i s t e d Pe l l e t i n g o f S a wd u s t
DOI : 1 0 . 3 9 6 9/ j . i s s n . 1 0 0 9 - 9 4 9 2 . 2 0 1 5 . 0 1 . 0 0 3
双超声压缩生物质过程中压块松弛密度的影响因素研究牢
困 , 许 俊・ , 唐 岳 - , 胡 红 斐 - , 张 永 俊 -
( 1 . 广东工业大学 机 电工程 学院, 广 东广州 5 1 0 0 0 6 ;2 . 上海 交通 大学 机械 系统与振动 国家重点 实验 室, 上海 2 0 0 2 4 0 )
2 . S h a n g h a i J i a o T o n g U n i v e r s i t y ,S h a n g h a i 2 0 0 2 4 0 ,C h i n a )
Ab s t r a c t : Th e r e l a x d e ns i t y o f p e l l e t ,a s a n i mp o ta r n t p e r f o r ma nc e i n d i c a t o r s o f b i o ma s s ,h a d a s i g n i f i c a n t e fe c t o n t he c o s t o f p e l l e t ’s
摘要 :松弛密度作为生物质成 型燃料 的一项 重要性能指标 ,对生物质成 型燃料 的运输 、处理和储存有着较大的影响 。分别研究
了在不同压缩时 间、不 同预压 力 、不同生物质重量和不 同生物质含水率下 ,压块 的松弛密度随放置时间的变化 ,并利用松弛 比 直观反映 了在不 同的压缩条件下 压块松弛 密度的松弛程 度。研究表 明 :在不 同的压缩条件下 ,压块 的松 弛密度都是逐 渐减小