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三维SW 6张CAD图纸、说明书 GC系列 生物 燃料 成型 设计 三维 SW CAD 图纸 说明书 GC 系列

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内容简介：

生物质燃料成型机械开题报告一课题研究的意义 生物质能是一种能量巨大而且可再生的能源，在地球上每年绿色生物能量的增加量为1170亿吨。全球有近25亿人口用生物质作为燃料用于煮饭，取暖和照明等，但目前绝大数国家和地区在使用生物质燃料过程中都存在热能利用过低，耗费量大的问题。 从能源发展的长远角度来看寻求一条可持续发展的能源道路，对促进国民经济发展和环境保护都有重大意义， 用压缩成型技术,一方面解决环境保护问题,另一方面又能生产代用燃料,近年来越来越受到人们的广泛重视。该技术以连续的工艺和工厂化的生产方式将低品位的生物质转化为高品位的易储存、易运输、能量密度高的生物质棒 块 燃料和碳化棒块 状燃料,可以使成型燃料的燃烧性能得到 明显改善,热利用效率显著提高,因此成为减少二氧化碳排放、支持农业生产、保护生态环境的有效措施。 作物的重要副产品,我国目前年产秸秆量约在 7 亿吨左右,如果能够充分加工利用,可直接或间接大幅增加农民收入。每年秸秆约有 30%用作生活燃料,25%用作饲料,3%用于副业生产,6%直接还田,还有 36的秸秆未得到任何利用。这些秸秆或堆放在农民的房前屋后、地头路边,造成环境污染和火灾隐患;或被农民在田间一烧了之,造成大气污染,对人身体造成极大危害,严重影响铁路、公路、民航等正常的交通运输,给国民经济造成严重损失。天津市年产秸秆超过 300 万吨,除少部分秸秆用于还田、青贮饲料、秸秆气化、造纸等以外,其余仍被丢弃于田间或者焚烧,不仅造成了资源浪费,而且还带来了严重的环境污染问题。秸秆固化燃料机械化技术是根据农作物秸秆的结构特性,将粉碎的农作物秸秆与其他辅料按照一定的比例混合,应用压缩成型原理,压缩成体积小、密度大、热值高的燃料。经检测,固化后的秸秆燃料的热值要比直接燃烧秸秆高 20%,而且生产成本比燃煤低,因此可作为煤炭、石油等常规能源的替代品。二国内外研究现状分析1国外现状早在上世纪70年代,美国就开始研究压缩成型燃料技术,并研制了螺旋式成型机,在温度80350和压力100MPa,能把木屑和刨花压缩成固体成型燃料。它的密度是1-1.2g/m,含水率为10%-12%。日本于 年代从国外引进技术后进行了改进,并发展成了日本压缩成型燃料的工业体系。70年代后期,西欧许多国家如比利时、法 国、德国等也开始重视压缩成型燃料技术的研究。法 国开始时用秸秆的压缩粒作为奶牛饲料,近年来也开始研究压缩块燃料。德国研制的KAHI系列压粒机和压块机。亚洲除 日本外,泰国、印度、菲律宾等国从 年代开始也都先后研制成 了加粘结剂的生物质压缩成型机。生物质成型燃料燃烧设备按规模可分为：小型炉大型锅炉和热电联产锅炉；按用途与燃料品种可分为：木材炉、壁炉、颗粒燃料炉、薪柴锅炉、木片锅炉、颗粒燃料锅炉、秸秆锅炉、其它燃料锅炉；按燃烧形式可分为：片烧炉、捆烧炉、颗粒层燃炉等。这些国家生物质成型燃料燃烧设备具有加工工艺合理、专业化程度高、操作自动化程度高、热效率高、排烟污染小等优点。但相对于我国存在着价格高、使用燃料品种单一、易结渣、电耗高等缺点，不适合于引进我国。东南亚一些国家生物质成型燃料燃烧设备大多数为碳化炉与焦炭燃烧炉，直接燃用生物质成型燃料的设备较少，同时这些燃烧设备存在着加工工艺差、专业化程度低、热效率低、排烟污染严重、劳动强度大等缺点；燃烧设备还未定型，还需进一步的研究、试验与开发，这些国家生物质成型燃料锅炉也不适合于引进我国。随着全球性大气污染的进一步加剧，减少二氧化碳等有害气体净排放量已成为世界各国解决能源与环境问题的焦点。由于生物质成型燃料燃烧CO2的净排放量基本为0NOX，排放量仅为燃煤的1/5，SO2的排放量仅为燃煤的1/10，因此生物质成型燃料直接燃用是世界范围内进行生物质高效、洁净化利用的一个有效途径。我国从80年代起开始致力于生物质压缩成型技术的研究。南京林化所在“七五”期间设立了对生物质压缩成型机及生物质成型理论研究课题 湖南省衡阳市粮食机械厂于1985年研制了第一台ZT-63型生物质压缩成型机,江苏省连云港东海粮食机械厂于1986年引进 了一台OBM-88棒状燃料成型机1990年前后,陕西武功轻工机械厂,河南巩 义包装设备厂等单位先后研制和生产了几种不同规格的生物质成型机和碳化机组.1994年湖南农大,中国农机能源动力所分别研究出PB-1型、CYJ-35型机械冲压式成型机 1997年河南农业大学又研制出HPB-1型液压驱动活塞式成型机 2002年中南林学院也研制了相应设备。目前我国成型机生产和应用已形成了一定的的规模,热点主要集中在螺旋挤压成型机上,但存在着一些诸如成型筒及螺旋轴磨损严重、寿命较短、电耗大、成型工艺过于简单等缺点。因此必须从技术上进一步加大研究力度、攻克难题,以利生物质压缩成型燃料技术的进一步推广应用。尽管生物质成型设备还存在着一定的问题，但生物质成型燃料有许多独特优点：(1)便于储存、运输；使用方便、卫生；燃烧效率高；(2)清洁能源，有利于环保。因此，生物质成型燃料在我国一些地区已进行批量生产，并形成研究、生产、开发的良好势头。在我国未来的能源消耗中，生物质成型燃料将占有越来越大的份额。三任务要求及实现目标的可行性分析开发生物质是将“木材加工废料、树木残枝、灌木、柴草、粮食经济作物的茎叶”进一步加工成为（利用生物质成型机）便于运输的其他工业的原料：统称可再加工分类成型的“生物质燃料棒”或“秸秆压块”。 过将秸秆包括粮食经济作物的茎叶、木材加工废料、树木残枝、灌木、柴草粉碎，送入“成型器”中，在外力作用下，压缩成需要的形状，便于储存运输，供“家庭”气化炉、气化站、取暖炉、锅炉发电作燃料使用，同时还能够用于生产制造肥料、饲料、纤维密度板、隔墙板、植物地膜、餐饮具、包装材料、育苗钵、洒精、淀粉、栽培食用菌等。压缩的密度根据用途、设备造价等情况进行综合选择。 燃料压块的标准为（厘米）：1X10、2X10、1X20、2X20、5X20、5X40、5X80、5X15X21 通过对秸秆压块成型的主要技术、工艺设备、经济效益和社会效益的分析，确定了秸秆压块成型燃料在国内进行产业化生产是可行的。秸秆压块成型燃料生产中的核心技术HPB-型液压式生物质成型机在工作原理的创新方面及配套技术和技术路线，显示了秸秆压块成型燃料的生产在技术上是可行的；每套秸秆压块成型燃料生产线具有显著的经济效益，不仅能节约大量的化石能源，又为2吨以下的燃煤锅炉提供了燃料，有广阔的应用情景；秸秆燃料块燃烧后烟气中CO、CO2、SO2、NOx等成分的排放均低于目前燃煤锅炉规定的排放标准，达到了国家的环保要求，生态环保效益明显。因此秸秆压块成型燃料的生产的在国内广大农村、城镇实行产业化是可行的。四重点研究的问题及解决思路4.1秸秆成型燃料成型机的性能稳定及关键部件快速磨损问题现在采用的螺杆式和压辊式成型机都是依靠传动部件与秸秆之间的高速相对运动来实现生物质压缩，压缩过程中磨擦产生的热将纤维、木质素软化的同时，旋转部件产生的挤压力把秸秆推入成型模，从而完成成型。生物质秸秆内Si、Ca、Cr等元素含量较高，秸秆收集过程中还会带入许多泥沙(SiO2)，这些物质的存在会加剧加工机械的磨损。对于螺杆式成型机，由于螺杆与物料始终处于高速摩擦状态，导致压缩区(高温、高压)螺纹的磨损非常严重。目前国内外的工艺技术条件尚不能从根本上解决螺杆磨损问题。螺杆的平均修复期为60h左右，因一次性投入较低，该技术目前还有不少国家在应用。解决的方法是规模化生产，批量换件维修。环模成型设备同样存在快速磨损问题。其压辊在环模内高速旋转过程中与喂入环模内的秸秆摩擦生热，温度可达200以上；同时压辊运动的分力挤压秸秆进入成型孔成型。在这样的条件下，压辊和成型孔磨损较快。目前解决快速磨损的措施有两条：一是从环模金属材料和热处理入手，改变金属材料的耐磨性能。二是从模具的结构入手，改变成型孔与压辊切线的角度，增加推入力，减少挤压力。4.2成型燃料形状的大小和松弛密度问题成型燃料形状的大小和松弛密度不仅是影响成型工艺和生产能耗的重要因素，而且对应用推广有着重要的影响。同一种秸秆原料生产的成型燃料，其形状的大小和致密度的不同，在实际应用中的效果会有不同。例如，秸秆成型燃料应用在气化发电中，当成型燃料进入流化床时，在成型燃料内部快速形成了温度梯度，成型燃料形状的大小和致密度就决定了成型燃料内达到生物质热解反应条件的速率，这对气化效果和焦油的产生都会产生影响。因此在秸秆成型燃料的生产中，应根据成型燃料的不同用途来确定其合理的形状大小和松弛密度。4.3秸秆成型燃料成型机的生产效率和能耗问题我国秸秆成型燃料成型机大多是在借鉴国外压块技术和饲料成型机的基础之上进行变型设计而生产制造的，在成型机理方面的研究还几乎是空白，这直接导致我国秸秆成型燃料成型机存在结构不合理、生产效率偏低、能耗偏高等缺陷。成型机成型能耗在生产成本中占有一定的比重，生产效率偏低、能耗过高制约了企业的生产效益。因此，有必要根据农作物秸秆的特点，通过理论分析与工艺试验来研究秸秆成型燃料成型机能耗影响因素，为提高生产效率和实现节能降耗提供依据。四工作进度第一周：写开题报告确定研究方向前二周：查找文献资料，确定设计思路及初步方案。第三、四周：合理拟定输送送装置，确定设计内容。第五周：确定传送装置的传输速度第六周-第七周：根据前期计算数值确定主要设备的选择及其相关的辅助的选择，完成相关的设计内容。根据设计的要求结合前期的的设计内容确定变速装置及其保护装置，完成设计图纸。第八周-第九周：根据设计的前期综合确定完成设计的主体部分既链板式输送装置，完成设计图纸。第十周：整理设计材料，撰写论文，答辩。六参考文献1.袁振宏,吴创之,马隆龙，等编著. 生物质能利用原理与技术M. 化学工业出版社，2005.2 张百良，王许涛，杨世关.秸秆成型燃料生产应用的关键问题探J.农业工程学报，2008,24(7).3 刘延春，等，生物质固化成型技术研究进展J. 世界林业研究