雙超聲同步壓縮纖維素生物質(zhì)的成型機理和工藝研究.pdf

1、生物質(zhì)能源作為一種清潔能源，具有廣闊的發(fā)展空間和產(chǎn)業(yè)化前景，是化石能源的最佳替代品之一，而纖維素燃料是最具前景的生物質(zhì)能源之一。生物質(zhì)固體成型技術(shù)能大幅提高生物質(zhì)密度和抗變形性，降低生物質(zhì)的儲運成本，提高纖維素燃料的生產(chǎn)效率。然而，傳統(tǒng)生物質(zhì)固化成型技術(shù)一般要求高溫高壓和添加粘結(jié)劑，這制約了纖維素燃料產(chǎn)業(yè)化。雙超聲壓縮生物質(zhì)工藝將超聲振動技術(shù)應(yīng)用到生物質(zhì)壓縮成型，不僅能夠使顆粒在常溫常壓下成型，提高壓塊的各項品質(zhì)參數(shù)，而且能顯著提高生物

2、質(zhì)酶水解出糖率，對纖維素燃料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有重要意義。
　　根據(jù)雙超聲壓縮生物質(zhì)的工藝要求設(shè)計了并聯(lián)工作的夾心式壓電換能器超聲振子，并采用串電感匹配方法對振動系統(tǒng)進行調(diào)諧匹配。通過實驗分析了生物質(zhì)參數(shù)對平均諧振頻率的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)振動系統(tǒng)的諧振頻率漂移主要受生物質(zhì)顆粒與工具頭的接觸面積影響。分析了纖維素生物質(zhì)成分和雙超聲壓縮生物質(zhì)固化成型過程，發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)在沖擊振動和壓縮力的共同作用下密度增大并產(chǎn)生熱效應(yīng)。實驗測量了壓塊成型力變化規(guī)

3、律表明，壓縮力為超聲頻率的振蕩力，其振幅受超聲電源功率影響。雖然壓縮力平均值比預(yù)壓力稍小，但產(chǎn)生的高頻沖擊使生物質(zhì)顆粒劇烈運動起來，降低了顆粒的流動抗力，產(chǎn)生熱效應(yīng);利用熱電偶測量了壓塊內(nèi)部各點的溫度分布，分析壓塊中心溫度的影響因素及炭化產(chǎn)生的原因，并獲得各工藝參數(shù)對壓塊中心溫度的影響規(guī)律。
　　通過單因素實驗分析了壓塊持久性，獲得了各工藝參數(shù)對壓塊抗跌碎性和抗?jié)B水性的影響規(guī)律，并通過正交實驗獲得各因素對壓塊抗跌碎性影響的大小順序