1. Introduction
Biomass is an important renewable energy resource that could
potentially replace traditional fossil energy. It can be directly
combusted to produce heat or be transformed to electrical energy
and other forms of energy [1]. But biomass materials have low bulk
densities and have low volumetric heating values. Densification of
biomass is an effective method to decrease the volume of loose
biomass and the cost of storage, transport and utilization [2e4].
Lignocellulosic biomass such as agricultural and forest residues,
e.g. crop straw and sawdust, respectively, have been reported to
have been densified and used as fuel [3]. Compaction of sawdust
and wheat straw was tested by pressure and temperature applications
[5]. In the briquetting of olive cake, a byproduct in the
extraction of olive oil, it was reported that moisture content and
pressure had significant effects on briquette durability and stability
[6]. Variables of densification (pressure, moisture, particle size, etc.)
are very important in the forming process of materials as reported
in previous research works. It is well known that the increase of
compression pressure increases the briquette densities, but should
be selected at an optimum value to produce high quality briquettes
[7e9]. Several typical levels of pressure and moisture content were
preset to compress the briquettes; for instance, good unit density
and durability could be produced with low to medium moisture
contents of 0.09e0.12 (wet basis (w.b.)) and high compression
pressure of 12.5 MPa [10]. Low moisture corn stover (0.08e0.10
(w.b.)) resulted in denser, more stable and more durable briquettes
than high moisture stover (0.15 (w.b.)) that had a lower density.
This is because high moisture content results in the expansion of
the briquette volume after extrusion due to moisture evaporation
at high temperature [9,10]. Smaller particle sizes can produce
higher density briquettes, but more energy is expended to grind the
raw materials [11]. Tumuluru et al. [10] reported that large hammer
mill screen sizes resulted in higher durability briquettes due to
better interlocking of the variable sizes of particles.
In most of the previous studies, the plunger-die system was used
to investigate the compaction characteristics of biomass on a laboratory scale [6,9,12e15]. In briquetting using the plunger-die
system, the main goal is to understand the impact of pressure on
the quality of briquettes and pressure was assumed as an independent
variable, similar to other factors (temperature, moisture
content and screen size). But in the commercial scale, especially
using a hydraulic briquetting machine, the compression pressure
can be adapted with process conditions. Thus, the pressure may be
a dependent variable relative to other factors. In this study, we used
a hydraulic briquetting equipment. The applied compression
pressure varies with moisture content and screen size for grinding
each type of straw.
The main objective of this research project was to investigate
the effects of moisture content, in the range of 0.09e0.15 (w.b.), and
hammer mill screen size used in grinding the straw, in the range of
19.05e31.75 mm, on the briquetting parameters of selected straw
(barley, oat, canola and wheat) processed using a commercial-scale
briquetter. The parameters of the commercial-scale briquetter that
we monitored were applied pressure, energy consumption and
throughput.grinds were fed into the square charging inlet by the rotation of
blades and was pushed into the sleeve by the feeding hydraulic
cylinder. The straw grinds were then compressed by the compressing
hydraulic cylinder, where there was a pressing head inside
the sleeve. Finally, biomass briquettes were extruded from the
sleeve. The diameter of the sleeve was 50 mm and its length was
about 500 mm. The compacted material was pushed ahead along
the sleeve and it resided about 6e10 min before being extruded.
The charging inlet can be adjusted to control the volume of feed
material. The bigger the charging inlet is, the more the material
could be fed in. In this study, the inlet was set at the maximum
position to make long briquettes for there was enough material.
The applied compression pressure varies with the change of process
parameters such as moisture content, screen size and the feed
volume of material. The biomass briquetter (Model BP-100) is
capable of maximum hydraulic pressure of 16 MPa. So, it was set at
this value so that the materials could acquire enough compression
energy for shaping. The surface temperature of the single briquetting
outlet was about 50 ± 5 C measured by a handheld
infrared thermometer (TN408LC ThermaTwin, Radiant Innovation
Inc. HsinChu, Taiwan); this resulted from compression and frictional
heating.
1. บทนำ
ชีวมวลเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญทดแทนที่อาจ
อาจแทนที่พลังงานฟอสซิลแบบดั้งเดิม มันสามารถโดยตรง
เผาเพื่อผลิตความร้อนหรือถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า
และรูปแบบอื่น ๆ ของพลังงาน [1] แต่วัสดุชีวมวลมีกลุ่มต่ำ
หนาแน่นและมีค่าความร้อนต่ำปริมาตร densification ของ
ชีวมวลเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการลดปริมาณของหลวม
ชีวมวลและค่าใช้จ่ายในการเก็บรักษาการขนส่งและการใช้ประโยชน์ [2e4]. the
ชีวมวลลิกโนเซลลูโลสเช่นเศษเหลือใช้ทางการเกษตรและป่าไม้
เช่นฟางพืชและขี้เลื่อยตามลำดับได้รับรายงานว่าจะ
ได้รับ ความหนาแน่นสูงและใช้เป็นเชื้อเพลิง [3] การบดอัดของขี้เลื่อย
และฟางข้าวสาลีได้รับการทดสอบโดยความดันและอุณหภูมิการใช้งาน
[5] ในอัดก้อนเค้กมะกอกเป็นผลพลอยได้ใน
การสกัดน้ำมันมะกอกมีรายงานว่าปริมาณความชื้นและ
ความดันมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญในความทนทานอัดก้อนและความมั่นคง
[6] ตัวแปรที่มีความหนาแน่นมาก (ความดัน, ความชื้น, ขนาดอนุภาคอื่น ๆ )
มีความสำคัญมากในกระบวนการขึ้นรูปของวัสดุตามที่รายงาน
ในงานวิจัยก่อนหน้านี้ เป็นที่ทราบกันดีว่าการเพิ่มขึ้นของ
ความดันบีบอัดเพิ่มความหนาแน่นอัดก้อน แต่ควร
จะเลือกที่คุ้มค่าที่เหมาะสมในการผลิตที่มีคุณภาพสูง briquettes
[7e9] ระดับปกติหลายของความดันและความชื้นที่ถูก
ตั้งไว้ในการบีบอัดอัดแท่ง; ตัวอย่างเช่นความหนาแน่นของหน่วยที่ดี
และความทนทานสามารถผลิตต่ำความชื้นปานกลาง
เนื้อหาของ 0.09e0.12 (วิธีเปียก (WB)) และการบีบอัดสูง
ความดัน 12.5 เมกะปาสคาล [10] ซังข้าวโพดความชื้นต่ำ (0.08e0.10
(WB)) ส่งผลให้หนาแน่น briquettes เสถียรภาพมากขึ้นและคงทนมากขึ้น
กว่าที่มีความชื้นสูง Stover (0.15 (WB)) ที่มีความหนาแน่นต่ำ.
นี้เป็นเพราะผลความชื้นสูงในการขยายตัวของ
ปริมาณการอัดก้อนหลังจากการอัดขึ้นรูปเนื่องจากความชื้นระเหย
ที่อุณหภูมิสูง [9,10] มีขนาดเล็กกว่าอนุภาคสามารถผลิต
briquettes ความหนาแน่นสูงขึ้น แต่พลังงานมากขึ้นใช้จ่ายในการบด
วัตถุดิบ [11] Tumuluru et al, [10] รายงานว่าค้อนขนาดใหญ่
ขนาดหน้าจอที่โรงงานส่งผลให้ briquettes ความทนทานสูงขึ้นเนื่องจากการ
ประสานที่ดีขึ้นของขนาดตัวแปรของอนุภาค.
ในส่วนของการศึกษาก่อนหน้านี้ระบบลูกสูบตายถูกนำมาใช้
ในการตรวจสอบลักษณะการบดอัดของชีวมวลในห้องปฏิบัติการ ขนาด [6,9,12e15] ในอัดก้อนโดยใช้ลูกสูบตาย
ระบบเป้าหมายหลักคือการทำความเข้าใจผลกระทบของแรงกดดันต่อ
คุณภาพของการอัดแท่งและความดันได้รับการสันนิษฐานว่าเป็นอิสระ
ตัวแปรคล้ายกับปัจจัยอื่น ๆ (อุณหภูมิความชื้น
เนื้อหาและขนาดหน้าจอ) แต่ในเชิงพาณิชย์โดยเฉพาะอย่างยิ่ง
การใช้เครื่องอัดก้อนไฮโดรลิค, ความดันการบีบอัดที่
สามารถนำมาปรับกระบวนการที่มีเงื่อนไข ดังนั้นความดันอาจจะ
เป็นญาติขึ้นอยู่กับตัวแปรที่จะมีปัจจัยอื่น ๆ ในการศึกษานี้เราใช้
อุปกรณ์อัดก้อนไฮโดรลิค การบีบอัดที่ใช้
ความดันขึ้นอยู่กับความชื้นและขนาดหน้าจอสำหรับการบด
แต่ละประเภทที่ทำจากฟาง.
วัตถุประสงค์หลักของโครงการวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษา
ผลกระทบของปริมาณความชื้นในช่วงของ 0.09e0.15 (WB) และ
หน้าจอสีค้อน ขนาดที่ใช้ในการบดฟางในช่วงของ
19.05e31.75 มิลลิเมตรบนพารามิเตอร์อัดก้อนฟางเลือก
(ข้าวบาร์เลย์ข้าวโอ๊ต, คาโนลาและข้าวสาลี) การประมวลผลโดยใช้เชิงพาณิชย์ในระดับ
briquetter พารามิเตอร์ของ briquetter เชิงพาณิชย์ในระดับที่
เราถูกนำไปใช้ตรวจสอบความดันการใช้พลังงานและ
throughput.grinds ถูกป้อนเข้าตารางชาร์จเข้าโดยการหมุนของ
ใบมีดและได้รับการผลักดันให้เป็นแขนโดยการให้อาหารไฮดรอลิ
กระบอก grinds ฟางถูกบีบอัดแล้วโดยการบีบอัด
กระบอกไฮดรอลิที่มีหัวกดภายใน
แขน สุดท้าย briquettes ชีวมวลถูกอัดจาก
แขน เส้นผ่าศูนย์กลางของแขน 50 มิลลิเมตรและความยาวของมันเป็น
ประมาณ 500 มิลลิเมตร วัสดุที่อัดถูกผลักไปข้างหน้าพร้อม
แขนและมันอาศัยอยู่ประมาณ 6e10 นาทีก่อนที่จะถูกอัด.
ทางเข้าชาร์จที่สามารถปรับเปลี่ยนเพื่อควบคุมระดับเสียงของอาหาร
วัสดุ ใหญ่เข้าชาร์จที่มากกว่าวัสดุที่
สามารถนำมาเลี้ยงใน. ในการศึกษานี้เข้าเป็นที่ตั้งสูงสุด
ตำแหน่งที่จะทำให้ briquettes ยาวสำหรับการมีวัสดุพอ.
ความดันการบีบอัดที่ใช้แตกต่างกันไปกับการเปลี่ยนแปลงของกระบวนการ
พารามิเตอร์เช่น เมื่อปริมาณความชื้นขนาดหน้าจอและฟีด
ปริมาณของวัสดุ ชีวมวล briquetter (รุ่น BP-100) คือ
ความสามารถในการดันไฮดรอลิสูงสุด 16 เมกะปาสคาล ดังนั้นจึงเป็นที่ตั้ง
ค่านี้เพื่อให้วัสดุที่จะได้รับการบีบอัดพอ
พลังงานสำหรับการสร้าง อุณหภูมิพื้นผิวของอัดก้อนเดียว
เต้าเสียบเป็นประมาณ 50 ± 5 องศาเซลเซียสโดยวัดจากมือถือ
เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรด (TN408LC ThermaTwin สดใสนวัตกรรม
อิงค์ Hsinchu ไต้หวัน); นี้เป็นผลมาจากการบีบอัดและแรงเสียดทาน
ความร้อน
การแปล กรุณารอสักครู่..
