雙超聲同步壓縮生物質(zhì)的工藝實(shí)驗研究.pdf

1、生物質(zhì)能源是一種可再生、環(huán)境友好型的清潔能源，被認(rèn)為是化石能源的最佳替代品之一。生物質(zhì)固體成型技術(shù)是生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化與利用的主要發(fā)展方向之一，能夠大幅提高生物質(zhì)的密度，降低生物質(zhì)的運(yùn)輸和儲存成本。針對傳統(tǒng)的生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)存在的需要高溫高壓、額外添加粘接劑、添加劑導(dǎo)致污染等一系列問題，課題組創(chuàng)造性地將雙超聲應(yīng)用到生物質(zhì)的壓縮成型過程中，提出了一種雙超聲同步壓縮生物質(zhì)成型的新工藝方法。該工藝既不必對生物質(zhì)進(jìn)行高溫蒸汽加熱或額外添加粘接劑，

2、也無需高壓力，僅僅在常溫、低壓力和無添加劑條件下進(jìn)行壓縮，具有良好的應(yīng)用前景。本文著重對雙超聲同步壓縮生物質(zhì)實(shí)驗平臺、超聲振子以及雙超聲同步壓縮生物質(zhì)工藝等進(jìn)行了如下的研究:
　　首先通過分析雙超聲同步壓縮生物質(zhì)機(jī)床與傳統(tǒng)的生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)的差異，歸納總結(jié)機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，進(jìn)行了機(jī)床的總體結(jié)構(gòu)布局與機(jī)床的總體控制布局設(shè)計，然后再結(jié)合機(jī)床具體的工藝參數(shù)、性能指標(biāo)、主要參數(shù)，對機(jī)床的三維模型進(jìn)行優(yōu)化，最終完成雙超聲同步壓縮生物質(zhì)機(jī)

3、床的加工與裝配。
　　其次根據(jù)一維縱振理論，對換能器、變幅桿和工具頭進(jìn)行了理論設(shè)計，然后利用有限元分析軟件ANSYS Workbench對超聲振子進(jìn)行了模態(tài)分析。
　　最后研究了在雙超聲輔助振動壓縮生物質(zhì)的過程中，壓縮時間、預(yù)壓力、生物質(zhì)質(zhì)量和生物質(zhì)含水率等因素對壓塊密度、壓塊松弛密度的影響，然后利用正交實(shí)驗研究了各個因素對壓塊密度影響的大小程度，并通過計算在不同壓縮條件下壓塊的松弛比，直觀地反映了在不同的壓縮條件下壓塊松弛

4、密度的松弛程度。得到的結(jié)論如下:1）各工藝參數(shù)對壓塊密度的影響程度依次為:壓縮時間＞生物質(zhì)重量＞預(yù)壓力＞生物質(zhì)含水率。最合適的超聲壓縮工藝條件為:壓縮時間為50s、預(yù)壓力為25psi、生物質(zhì)重量為1.0g、生物質(zhì)含水率為15％。在優(yōu)化條件下，壓塊的密度為1.366×103kg/m3。2)在不同的壓縮時間、不同的預(yù)壓力、不同的生物質(zhì)質(zhì)量和不同的生物質(zhì)含水率下，壓塊的松弛密度隨放置時間的變化都是逐漸減小的，但松弛密度減小的程度不同;壓塊的松