试析秸秆切碎及压缩成型特性与设备研究

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1、浙江大学硕士学位论文秸秆切碎及压缩成型特性与设备研究姓名：钱湘群申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：赵匀;盛奎川2003.1.1摘要摘要(我国各类奎!￡望筘秆资源十分丰富，每年产出量多达6．4亿t。随着经济和社会的发展，农业主产区秸秆资源大量过剩问题日趋突出，农民就地焚烧秸秆，造成严重的环境污染和资源浪费。因此，研究生物质能转换技术，将丰富的农林废弃物资源变废为宝，转换为优质燃料，是保护生态环境，促进农业可持续发展的重要课题。将农林废弃物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，已越来越受到人们的重视。、尸”卜7本文以棉秆等硬茎秆为研究对象，研究秸秆

2、原料特性和压缩特性，成型块的松弛特性与粘接成型枫理；研制秸秆切碎样机并进行性能试验；对柱塞式压缩成型设备进行方案设计。’1．试验分析秸秆原料的力学特性和物理化学性能。(棉秆、桑枝的灰分含量小，含硫量低，作为生物质燃抖具有明显的优点。木质紊含量较高，热压成型有利于提高成型的粘接力。剪切强度大于麦秆等软茎秆。与高级术材的剪切强度相当，切碎时必须充分考虑其具有较大剪切强度的特点。人，p772．设计了适合于农作物硬茎杆切碎的直刃刀切碎机，其喂入机构能适应硬茎杆的物料特性而自动调节喂入高度。解机的性能试验结果表明：实际切碎生产率与理论切碎生产率基本接近，切碎机技术参数设计合理。该机具有细小

3、颗粒产量高的特点，切碎物料粒度为o～lo．Omm的约占71％。同时，该机具有产率高、能耗低、使用方便等特点。L97～f／3．试验研究了棉秆高密度压缩成型的规律口细碎棉秆压缩成型可分为3个阶段：松散阶段(压力O-SMPa)、过渡阶段(压力8-40MPa)和压紧阶段(压力>40MPa)。建立了压缩过程中压缩密度与压力的数学模型方程，其表达式为砻=警【e吣％批一l】研究了压缩比能受压力、粒度和含水率变化的影响．在初始密度相同的条件下．随着压力增大，压缩比能增大，但在压紧阶段，压缩比能增加对提高棉秆的压缩密度效果不明显；在最大压力相同条件下，粒度越小或含水率越低，压缩比能也越小。上／o一

4、4．试验研究了压力、温度、粒度和含水率变化对成型块松弛特性的影响。f随着压II摘要力增大，成型块的松弛密度增大，松弛比相应减小。棉秆常温压缩比加温压缩的松弛比大，但温度在120．180"C范围内变化时，成型块的松弛比变化不明显。棉秆的切碎粒度越小，松弛比越小。但丰亟度在0．10mm变化时，松弛密度没有明显差异。棉秆的含水率越低，松弛比越大，耐久性也越差，过于干燥的物料难以压缩成型。另外，从物理特性和生化特性等方面揭示了成型块的粘结机理。土35．在比较现有成型工艺、成型设备的基础上，提出了预热成型新工艺，确定了秸秆预热成型的工艺参数，设计了预热器和柱塞式压缩成型装置。，J／关键词：

5、生物质}秸秆?棉秆，切吩里数擘型算、援堑垂西粘结机理÷IIIAbs口actStudiesonPropertiesofStalkChoppingandBriquettingandPerformancesofEquipmentABSTRACTThereareabundantresourcesofcropresiduesinourcountry,suchasricestrawandcottonstalks．Itwasestimatedthattheamountofcropresiduesis6．4×106t．However,theyhavenotbeenprocessedandutil

6、izedproperlywiththedevelopmentofeconomicandsocietyintheruralareas．AmajorityofthemareburnedonfarmandresultinseriOUSenvironmentalpollutionandbiomassresourcewaste．Therefore，itisimportantthatconvertingagriculturalwastesintosolidfuelsofhighqualitybybiomassconversiontechnologyforecologicalenvironme

7、ntandagriculturalsustainabledevelopment．Nowmorepeoplebecometopayattentiontoconvertingagriculturalandforestrywastesintobriquetteswithcertainshapeanddensitybymechanicalpressing．Themainpurposeofthispaperistoinvestigatethecharacteristicsofcropsta