生物质粉体燃料破碎系统的试验研究

可再生能源20066(总第130期)研究与试验生物质粉体燃料破碎系统的试验研究姚向丽,肖波,邹先梅,李蓓,王俊(华中科技大学环境科学与工程学院,湖北武汉430074)摘要:介绍了一种用于生物质精细破碎的成套系统,详细讲解了系统中粗破碎机、精破碎机的结构特点和工作原理,对系统的生产效率及生产成本进行了分析和核算,并根据运行结果对系统的改进提出了建议。关键词:生物质;粗破碎机;精破碎机;粉体中图分类号;S210.7;S220.5文献标志码:A文章编号:1671-5292(2006)06-001503Experimental studies on the biomass powder fuel crushing systemYAO Xiang-li, XIAO Bo, ZoU Xian-mei, LI Bei, WANG Jun(The College of Environmental Science and Engineering, Huazhong University of Science andTechnology, Wuhan 430074, China)Abstract: A whole system used in primary and advanced crushing of biomass is presented in thepaper. It also particularly explains the construction characteristic and the operating principle of theprimary mill and the advanced mill. Moreover, the production efficiency and the production costare analysed and calculated, in the latter part of the paper, some proposals are put forward for therovement of the system according to the running resultKey words: biomass; primary mill; advanced mill; powder0前言在10mm以上,属于粗破碎的范围,如实地作业由于生物质替代燃料具有无污染、可再生等的切碎灭茬还田机、青饲破碎机等。因此,必须显著特点,因此日益受到各国的重视。目前我国研究出一套能使生物质达到极细粒度的破碎系的生物质能利用是以传统的直接燃烧方式为主,统,以使生物质的能量利用率高、新生表面积这种燃烧方式的热效率仅为10%-20%,造成了极大、燃烧效率高,而且该系统要具有一定的经济大的资源浪费。生物质颗粒燃料经专用燃烧器适用性(包括炉、灶等)燃烧后,其热效率可达87%~89%。1用于粉体破碎的主要设备这是因为破碎后的秸秆颗粒大大地增加了它在燃1.1破碎系统新工艺概述烧中的表面积,使之能够高效、充分地燃烧,从而本文主要介绍了一套用于生产极细生物质粉获得较高的热效率。体的破碎系统,物料自喂料口加入后在一个封闭虽然物料破碎设备种类很多,但大多是针对的系统中自行流转,直到细粉体排出,中间过程无脆性很强的物料(如工业矿石等)设计的,生物质须人工操作,得到的生物质粉体平均粒径可达到中含有大量的纤维,因此需要专门针对生物质特120目,即粒度在0105~0.149mm。点的破碎设备。目前,国内外已经有很多超细粉碎本套系统主要由进料工作台、粗破碎机和精细粉碎的设备,这些设备如果用于大批量的精破碎机、旋风除尘器、粉体收集料斗、极细粉生物质精细破碎,则生产成本高而且生产效率低;体收焦有机组成系统的生产流程见而专门针对生物质物料的破碎机械的产物粒径都图1中国煤化工CNMHG收稿日期:2006-05-31。作者简介:姚向丽(1982-),女,硕土研究生,主要从事新能源的研究开发工作。E- mail:leoyxlc@26com通讯作者:肖波(1958-),男,博士生导师,主要从事清洁生产、固废资源化和新能源的研究开发工作。E-ml; xiaobo1958@126cm研究与试驴LRENE WABLE ENERGY No 6 2006(130 Issue in All)破碎机的刀片交错平衡排列,相邻两组为垂直布置,平衡性比较好,刀片在破碎室的宽度上分布也比较均匀。④本系统中物料为秸秆,质地较坚硬使得刀片所受的冲击载荷对锁刀片的销和轴有一定的影响,因此本破碎机中的刀片没有设计为固定式,刀片与锁、销之间是一种松动的联接形式。(3)粗破碎产物分析图1生产流程图粗破碎产物中除了细、中、大颗粒物之外,还1-进料工作台2-粗破碎机:3精破碎机4旋风除尘器:5粉含有纤维丝,纤维丝为物料的表皮。以秸秤为例体收集料斗;6-粉体收集出料口;7-风机;8-极细粉体收集布袋其纤维丝平均长40mm。表1是秸秆破碎产物平1.2粗破碎机均直径分布表(各粒度分布选用质量百分比)。(1)工作原理表1租破碎产物粒度分布本系统中的粗破碎机也称为卧式破碎机粒度平均直径{md5 d< 10:: d10舒维丝级破碎机。运行时,工作台上的原料借助手动推力分布百分比%73510.862和破碎室内刀片高速旋转形成的负压以及系统尾1.3精破碎机部风机的联合作用进入破碎室。物料在破碎室中本套系统中的精破碎机也可称为二级破经刀片高速剪切磨削,以及物料之间的碰撞摩擦碎机、立式破碎机,用于对粗破碎产物进行细而逐渐被破碎为小颗粒及短纤维丝,较小较轻的破碎。精破碎机配置4台相同电机,额定功率物料脱离高速圆周运动的轨道进人出料口,而较均为15kW,额定电流为289A,转速为2890大较重的物料则继续留在破碎室内被破碎。r/min。动力传输采用皮带传动的方式,皮带盘(2)粗破碎机结构传动比为1:1。粗破碎机主要由进料口、圆形中空破碎室、出(1)工作原理料口组成。破碎室底面直径为1000mm,高为精破碎机主要由进料管、破碎室、出料管及动600mm,电动机转速为2960rmin,采用皮带传力传动装置组成。工作时,粗破碎产物因破碎室内动,以减少对轴的损害,皮带盘传动比为1:1。根据的负压迅速由各组刀片附近的入口进入精破碎转速和生产量选用15kW电动机,完全可以满足机。进入精破碎系统的物料的平均粒度小于5般生物质破碎的需要。在破碎室尾部上端的圆mm,在精破碎机中物料主要是借助电机的高速旋管出口处有一个筛网,防止粗破碎时狭长且轻细转实现与刀片间的研磨以及物料间的互磨以达到的纤维丝从出口处进入细破碎机中更细的粒度。经研磨与互磨后,粒度小的物料会浮在整个粗破碎机中,刀片的设计是至关重要在上层,随后被风机从破碎室上端的出口抽到旋的,它的具体特点如下。风除尘器中,而相对大的颗粒由于重力的原因则①通常薄刀片可显著提高生产率和降低功率留在下层继续被破碎。消耗,因此在不影响其使用寿命的前提下,我们采(2)精破碎机结构用较薄的刀片,本破碎机中刀片厚度为4mm。由于粉体较轻易漂浮,因此将进料口设计在②刀片越多,物料被破碎的机会也越大,但刀精破碎机底部,出料口在顶部。另外,切向喂入能片过多,也会增加破碎机的空载功率,因此在保证使物料直接进入刀片最大线速度区域,它比轴向喂生产率的情况下,应尽量减少刀片数量。本破碎机的中国煤化子此精破碎机上的4选用的是7组刀片(每组2片刀片)。个进③破碎机中刀片的排列形式很重要,刀片应CNMHG切线方向上。分均匀分布在破碎室的宽度上,并要保证轴的动平经精破碎机破碎后的秸秆颗粒粒径在60衡和静平衡及物料能均匀地分布在破碎室内。本200目,表2是秸秆精破碎产物粒度分布表(各粒6可再生能源20066(总第130期)研究与试验2精破碎产物粒度分布工作台旁边的电控柜严格控制加料速度,使电机粒度/d/目180>d140