雙超聲同步壓縮生物質的工藝實驗研究.pdf

1、生物質能源是一種可再生、環(huán)境友好型的清潔能源，被認為是化石能源的最佳替代品之一。生物質固體成型技術是生物質能源轉化與利用的主要發(fā)展方向之一，能夠大幅提高生物質的密度，降低生物質的運輸和儲存成本。針對傳統(tǒng)的生物質壓縮成型技術存在的需要高溫高壓、額外添加粘接劑、添加劑導致污染等一系列問題，課題組創(chuàng)造性地將雙超聲應用到生物質的壓縮成型過程中，提出了一種雙超聲同步壓縮生物質成型的新工藝方法。該工藝既不必對生物質進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行壓縮，具有良好的應用前景。本文著重對雙超聲同步壓縮生物質實驗平臺、超聲振子以及雙超聲同步壓縮生物質工藝等進行了如下的研究:
　　首先通過分析雙超聲同步壓縮生物質機床與傳統(tǒng)的生物質壓縮成型技術的差異，歸納總結機床的結構設計要求，進行了機床的總體結構布局與機床的總體控制布局設計，然后再結合機床具體的工藝參數(shù)、性能指標、主要參數(shù)，對機床的三維模型進行優(yōu)化，最終完成雙超聲同步壓縮生物質機

3、床的加工與裝配。
　　其次根據(jù)一維縱振理論，對換能器、變幅桿和工具頭進行了理論設計，然后利用有限元分析軟件ANSYS Workbench對超聲振子進行了模態(tài)分析。
　　最后研究了在雙超聲輔助振動壓縮生物質的過程中，壓縮時間、預壓力、生物質質量和生物質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＞生物質重量＞預壓力＞生物質含水率。最合適的超聲壓縮工藝條件為:壓縮時間為50s、預壓力為25psi、生物質重量為1.0g、生物質含水率為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、不同的預壓力、不同的生物質質量和不同的生物質含水率下，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