AbstractBiomass particle size impac

Abstract

Biomass particle size impacts handling, storage, conversion, and dust control systems. Size reduction mechanical energy was directly measured for switchgrass (Panicum virgatum L.), wheat straw (Triticum aestivum L.), and corn stover (Zea mays L.) in an instrumented hammer mill. Direct energy inputs were determined for hammer mill operating speeds from 2000 to 3600 rpm for 3.2 mm integral classifying screen and mass input rate of 2.5 kg/min with 90°- and 30°-hammers. Overall accuracy of specific energy measurement was calculated as ± 0.072 MJ/Mg. Particle size distributions created by hammer mill were determined for mill operating factors using ISO sieve sizes from 4.75 to 0.02 mm in conjunction with Ro-Tap® sieve analyzer. A wide range of analytical descriptors were examined to mathematically represent the range of particle sizes in the distributions. Total specific energy (MJ/Mg) was defined as size reduction energy to operate the hammer mill plus that imparted to biomass. Effective specific energy was defined as energy imparted to biomass. Total specific energy for switchgrass, wheat straw, and corn stover grinding increased by 37, 30, and 45% from 114.4, 125.1, and 103.7 MJ/Mg, respectively, with an increase in hammer mill speed from 2000 to 3600 rpm for 90°-hammers. Corresponding total specific energy per unit size reduction was 14.9, 19.7, and 13.5 MJ/Mg mm, respectively. Effective specific energy of 90°-hammers decreased marginally for switchgrass and considerably for wheat straw and it increased for corn stover with an increase in speed from 2000 to 3600 rpm. However, effective specific energy increased with speed to a certain extent and then decreased for 30°-hammers. Rosin–Rammler equation fitted the size distribution data with R2 > 0.995. Mass relative span was greater than 1, which indicated a wide distribution of particle sizes. Hammer milling of switchgrass, wheat straw, and corn stover with 3.2 mm screen resulted in ‘well-graded fine-skewed mesokurtic’ particles. Uniformity coefficient was < 4.0 for wheat straw, which indicated uniform mix of particles, and it was about 4.0 for switchgrass and corn stover, which indicated a moderate assortment of particles. Size-related parameters, namely, geometric mean diameter, Rosin–Rammler size parameter, median diameter, and effective size had strong correlation among themselves and good negative correlation with speed. Distribution-related parameters, namely, Rosin–Rammler distribution parameter, mass relative span, inclusive graphic skewness, graphic kurtosis, uniformity index, uniformity coefficient, coefficient of gradation and distribution geometric standard deviation had strong correlation among themselves and a weak correlation with mill speed. Results of this extensive analysis of specific energy and particle sizes can be applied to selection of hammer mill operating factors to produce a particular size of switchgrass, wheat straw, and corn stover grind, and will serve as a guide for relations among the energy and various analytic descriptors of biomass particle distributions.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บทคัดย่อขนาดอนุภาคของชีวมวลส่งผลกระทบต่อการจัดการ จัดเก็บ แปลง และระบบควบคุมฝุ่น ขนาดลดพลังงานกลถูกตรงวัด switchgrass (Panicum virgatum L.), ฟางข้าวสาลี (Triticum aestivum L.), และข้าวโพด stover (ซี mays L.) ในโรงสีมีค้อน instrumented ตรงอินพุตพลังงานถูกกำหนดสำหรับโรงงานผลิตค้อนทำความเร็วจาก 2000 ไป 3600 rpm สำหรับทฤษฎีบูรณาการ 3.2 มิลลิเมตรประเภทหน้าจอและป้อนข้อมูลโดยรวมอัตรา 2.5 กิโลกรัม/นาทีกับ 90 ° - และ 30° ค้อน โดยรวม คำนวณความถูกต้องของการวัดพลังงานเฉพาะเป็น± 0.072 MJ / การกระจายขนาดอนุภาคมิลลิกรัมโดยโรงงานผลิตค้อนถูกกำหนดสำหรับโรงงานผลิตที่ปฏิบัติปัจจัยที่ใช้ ISO ตะแกรงขนาดตั้งแต่ระดับ 4.75 มม. 0.02 ร่วมกับ® Ro เคาะตะแกรงวิเคราะห์ ตัวบอกวิเคราะห์หลากหลายถูกตรวจสอบถึง mathematically ช่วงขนาดอนุภาคในการแจกจ่าย รวมเฉพาะพลังงาน (MJ/มิลลิกรัม) ถูกกำหนดเป็นขนาดลดพลังงานการใช้งานค้อนโรงสีพร้อมที่ imparted ให้ชีวมวล พลังงานมีประสิทธิภาพเฉพาะถูกกำหนดเป็น imparted ให้ชีวมวลพลังงาน พลังงานรวมเฉพาะ การ switchgrass ฟางข้าวสาลี ข้าวโพดบด stover เพิ่มขึ้น โดย 37, 30, 45% จาก 114.4, 125.1 และ 103.7 MJ/มิลลิกรัม ตามลำดับ ด้วยการเพิ่มความเร็วสีค้อนจาก 2000 ถึง 3600 rpm สำหรับค้อน 90° เกี่ยวข้องเฉพาะพลังงานต่อหน่วยลดขนาดเป็น 14.9, 19.7 และ 13.5 มม. MJ/มิลลิกรัม ตามลำดับ ประสิทธิภาพพลังงานเฉพาะของค้อน 90° ลดดี switchgrass และมาก สำหรับฟางข้าวสาลีและมันเพิ่มขึ้นสำหรับข้าวโพด stover ด้วยการเพิ่มความเร็วจาก 2000 ถึง 3600 รอบต่อนาที อย่างไรก็ตาม เฉพาะพลังงานมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น ด้วยความเร็วขอบแบบบางเขต และลดลงแล้ว สำหรับค้อน 30° ข้อมูลการกระจายขนาดกับ R2 ติดตั้งสมการขัดสน – Rammler > 0.995 ระยะมวลสัมพัทธ์มากกว่า 1 ซึ่งระบุการกระจายกว้างขนาดอนุภาคได้ หน้าค้อน น่า switchgrass ฟางข้าวสาลี ข้าวโพด stover จอ 3.2 มม.ส่งผลให้ใน 'ห้องพักมีการจัดระดับนี้ปรับ mesokurtic' อนุภาค สัมประสิทธิ์ความรื่นรมย์ < 4.0 สำหรับฟางข้าวสาลี ซึ่งระบุเป็นรูปแบบผสมของอนุภาค และก็ประมาณ 4.0 สำหรับ switchgrass และข้าวโพด stover ซึ่งระบุจัดประเภทปานกลางของอนุภาค พารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับขนาด ได้แก่ เส้นผ่าศูนย์กลางเรขาคณิต ขัดสน – Rammler พารามิเตอร์ขนาด เส้นมัธยฐาน และมีประสิทธิภาพขนาดได้แข็งแรงความสัมพันธ์ระหว่างกันเองและความสัมพันธ์ของค่าลบดีความเร็ว ที่เกี่ยวข้องกับการกระจายพารามิเตอร์ ได้แก่ พารามิเตอร์กระจายขัดสน – Rammler ระยะมวลสัมพัทธ์ ความเบ้ภาพรวม เคอร์โทซิกราฟิก ดัชนีความรื่นรมย์ สัมประสิทธิ์ความรื่นรมย์ สัมประสิทธิ์ของการกระจายและการไล่ระดับสีรูปทรงเรขาคณิตส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานมีความสัมพันธ์ที่ดีระหว่างกันเองและความสัมพันธ์กับความเร็วของโรงสีอ่อน ผลการวิเคราะห์นี้ครอบคลุมเฉพาะพลังงานและอนุภาคขนาดสามารถใช้กับตัวเลือกค้อนโรงปฏิบัติการปัจจัยการผลิตมีขนาดเฉพาะ ของ switchgrass ฟางข้าวสาลี ข้าวโพดบด stover และจะทำหน้าที่เป็นคู่มือสำหรับความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานและตัวบอกระบบต่าง ๆ ของการกระจายอนุภาคของชีวมวล

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทคัดย่อผลกระทบขนาดอนุภาคชีวมวลจัดการการจัดเก็บการแปลงและระบบการควบคุมฝุ่นละออง ขนาดการลดพลังงานกลวัดโดยตรงสวิตซ์ (Panicum virgatum L. ), ฟางข้าวสาลี (Triticum aestivum L. ) และซังข้าวโพด (Zea mays L. ) ในโรงงานค้อน instrumented ปัจจัยการผลิตพลังงานโดยตรงได้รับการพิจารณาสำหรับความเร็วในการดำเนินงานโรงสีค้อน 2,000-3,600 รอบต่อนาทีสำหรับ 3.2 มิลลิเมตรหน้าจอการจำแนกประเภทหนึ่งและอัตราการป้อนข้อมูลมวล 2.5 กิโลกรัม / นาทีกับ 90 ° - 30 ° -hammers โดยรวมความถูกต้องของการวัดพลังงานที่เฉพาะเจาะจงที่คำนวณได้เป็น± 0.072 MJ / Mg การกระจายขนาดของอนุภาคที่สร้างขึ้นโดยโรงสีค้อนได้รับการพิจารณาสำหรับโรงงานปัจจัยในการดำเนินงานโดยใช้ตะแกรงขนาดมาตรฐาน ISO 4.75-0.02 มมร่วมกับการวิเคราะห์ตะแกรง Ro-Tap® หลากหลายของการอธิบายการวิเคราะห์มีการตรวจสอบทางคณิตศาสตร์ที่จะเป็นตัวแทนของช่วงของขนาดอนุภาคในการกระจาย รวมเฉพาะพลังงาน (MJ / Mg) ถูกกำหนดให้เป็นพลังงานลดขนาดการดำเนินงานรวมทั้งโรงสีค้อนที่แก่ชีวมวล พลังงานที่มีประสิทธิภาพที่เฉพาะเจาะจงได้รับการกำหนดให้เป็นพลังงานแก่ชีวมวล รวมพลังงานที่เฉพาะเจาะจงสำหรับสวิตซ์ฟางข้าวสาลีและข้าวโพดซังบดเพิ่มขึ้น 37, 30, และ 45% จาก 114.4, 125.1 และ 103.7 MJ / มิลลิกรัมตามลำดับมีการเพิ่มขึ้นในความเร็วโรงงานค้อน 2,000-3,600 รอบต่อนาทีเป็นเวลา 90 ° -hammers สอดคล้องเฉพาะพลังงานทั้งหมดต่อการลดขนาดหน่วยเป็น 14.9, 19.7 และ 13.5 MJ / Mg มิลลิเมตรตามลำดับ เฉพาะพลังงานที่มีประสิทธิภาพของ 90 ° -hammers ลดลงเล็กน้อยสำหรับสวิตซ์และมากสำหรับฟางข้าวสาลีและมันเพิ่มขึ้นสำหรับซังข้าวโพดกับการเพิ่มขึ้นในความเร็ว 2,000-3,600 รอบต่อนาที แต่เฉพาะพลังงานที่มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นด้วยความเร็วในระดับหนึ่งและลดลงแล้ว 30 ° -hammers สมขัดสน-Rammler ติดตั้งข้อมูลการกระจายขนาดกับ R2> 0.995 ช่วงญาติมวลมากกว่า 1 ซึ่งชี้ให้เห็นการกระจายกว้างของขนาดอนุภาค ค้อนกัดของสวิตซ์ฟางข้าวสาลีและข้าวโพดซังที่มีหน้าจอ 3.2 มิลลิเมตรส่งผลให้อนุภาค 'ดีอย่างช้า ๆ mesokurtic ปรับเบ้' ค่าสัมประสิทธิ์ความสม่ำเสมอเป็น <4.0 สำหรับฟางข้าวสาลีซึ่งชี้ให้เห็นการผสมผสานของอนุภาคเครื่องแบบและมันก็เกี่ยวกับ 4.0 สำหรับสวิตซ์และซังข้าวโพดซึ่งชี้ให้เห็นการแบ่งประเภทของอนุภาคในระดับปานกลาง พารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับขนาดคือขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเฉลี่ยเรขาคณิตขัดสน-Rammler พารามิเตอร์ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเฉลี่ยและขนาดที่มีประสิทธิภาพมีความสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งในตัวเองและความสัมพันธ์ทางลบที่ดีกับความเร็ว พารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับการจัดจำหน่ายคือขัดสน-Rammler พารามิเตอร์การกระจายช่วงมวลญาติรวมเบ้กราฟิกโด่งกราฟิกดัชนีความสม่ำเสมอของค่าสัมประสิทธิ์ความสม่ำเสมอของค่าสัมประสิทธิ์ของการไล่ระดับสีและการจัดจำหน่ายส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานเรขาคณิตมีความสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งในตัวเองและมีความสัมพันธ์ที่อ่อนแอด้วยความเร็วโรงงาน . ผลการวิเคราะห์ที่กว้างขวางของพลังงานที่เฉพาะเจาะจงและขนาดอนุภาคนี้สามารถนำไปใช้กับการเลือกของปัจจัยในการดำเนินงานโรงสีค้อนในการผลิตขนาดเฉพาะของสวิตซ์ฟางข้าวสาลีและข้าวโพดบดซังและจะใช้เป็นคู่มือสำหรับความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานและการต่างๆ อธิบายการวิเคราะห์การกระจายของอนุภาคพลังงานชีวมวล