香蕉秸秆颗粒燃料固体成型机的设计与试验.pdf

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1、第28卷第11期农业工程学报222012年6月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringVbl．28NO．11Jun．2012香蕉秸秆颗粒燃料固体成型机的设计与试验张喜瑞，王俊霖，李粤※，王涛，仇倩倩(海南大学机电工程学院，海口570228)摘要：针对中国热带农业区香蕉秸秆粗大、含水率高、秸秆固体成型设备少等问题，该文研究设计了香蕉秸秆固体成型机，确定了螺杆挤压装置、搅拌装置、挤出成型装置和排水装置等部件的主要结构参数。样机性能试验结果表明：该机生产率为358kg／11，颗粒燃料的成型率为95．4％，机械耐久性为96．7％，

2、颗粒质量密度为1．35g，cm3，颗粒含水率为2．76％．符合生物质颗粒燃料成型要求。整机工作平稳，成型可靠，经济效益与生态效益明显，在中国热带农业区具有广阔的推广应用前景。关键词：设计，试验，生物质，成型，螺杆挤压，香蕉秸秆doi：10．39698．issn．1002—6819．2012．11．004中图分类号：S223．2+6文献标志码：A文章编号：1002—6819(2012)一ll—0022一05张喜瑞，王俊霖，李粤，等．香蕉秸秆颗粒燃料固体成型机的设计与试验[J]．农业工程学报，2012，28(11)：22—26．ZhangXirui，WangJunlin，LiYue，eta1．De

3、signandexperimentonbiomasspelletdensifyingmachineforbananastem[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2012，28(11)：22--26．(inChinesewithEnglishabstract)0引言香蕉是中国热带地区重要的热带作物，其产业已成为热带地区农业支柱性产业，在热区经济和农村社会发展中发挥着重要作用【l之】。香蕉秸秆是香蕉产区主要副产品，按2600株／hm2、每株秸秆鲜质量35蝇计算，全国香

4、蕉秸秆的年生物量可达2700万t【¨l。长期以来，香蕉秸秆由于分布零散、体积大、收集运输成本高和缺乏适应的机械化处理技术等原因，处理较为困难【51。因此，蕉农多采取田间堆弃、焚烧等方式处理香蕉秸秆，这不仅造成了资源的浪费，而且容易引起大气污染、土壤矿化，甚至引发火灾和交通事故等问趔¨】。生物质成型机是指把能源密度低的作物秸秆、农林废弃物压缩制成能源密度高、质地坚硬的棒状或颗粒状燃料，以便于储存和运输【8“01。成型燃料具有热值高、着火容易、含灰分低、热效率高、燃烧时清洁卫生等特点，广泛应用于工业、生活锅炉及民用燃料⋯。31。中国香蕉秸秆资源数量大、利用率低，如果能基于生物质成型技术，利用机械化

5、切碎技术将其收集处理，从而用于生物质能源，不但能实现秸秆资源化、商品化，变废为宝，化害为利，还能够提高热带农业综合生产能力，增加农民收入、减少污染，加快建设资源节约型、环境友好型社会【14】。目前，国内生物质固体成型燃料技收稿时间：20lI．IO-15修订时间：2012-05-20基金项目：国家自然科学基金项目(51105123)和海南省重点科技计划项目(ZD)aM20120074)作者简介：张喜瑞(1981一)，男．山东临沂人，博士，讲师，主要从事热带农业机械的研究。海口海南大学机电工程学院，570228，Email：zhaagximi。中国农业工程学会会员(E042300003M)。．99

6、99sinatom※通信作者：李粤(1965一)，男．广西北流人．教授．中国农业工程学会会员(E041200562S)，主要从事热带农业机械的研究。海口海南大学机电工程学院，570228，Entail：liyue888888@163．tom术已经取得了阶段性成果，研发了螺旋挤压式、活塞冲压式、模辊碾压式等3种固体成型燃料生产设备，但主要应用于木质生物质、小麦秸秆、玉米秸秆和林业废弃物等原料[u-]61，而以香蕉秸秆为原料的生物质成型机研究和试验仍是空白。本文针对香蕉茎秆粗大、含水率高的特点，采用螺杆挤压成型原理，开发设计了香蕉秸秆固体成型机，分析确定了其关键部件的结构参数，并进行了一定性能试验

7、，以期为生物质固体成型技术在中国热带农业区的推广应用提供理论依据与技术支持。1香蕉秸秆固体成型机的构造与工作原理1．1整体构造香蕉秸秆固体成型机结构示意图如图1所示，主要由送料口、螺杆挤压装置、搅拌装置、挤出成型装置、排水装置、机架、电动机、变速箱、带轮等组成。整机主要技术参数如表l所示。’11．送料口2．螺杆挤压装置3．搅拌装置4．挤出成型装置5．排水装置6机架7．电动机8．联轴器9．变速箱IO