يُعد استخدام الكتلة الحيوية السائبة لإنتاج وقود الحبيبات في درجة حرارة الغرفة طريقةً بسيطةً ومباشرةً للاستفادة من طاقة الكتلة الحيوية. دعونا نناقش معكم تقنية التشكيل الميكانيكي لحبيبات قش المحاصيل.

بعد تعرض مادة الكتلة الحيوية ذات البنية الرخوة والكثافة المنخفضة لقوة خارجية، تخضع المادة الخام لمراحل إعادة الترتيب، والتشوه الميكانيكي، والتشوه المرن، والتشوه البلاستيكي. تتشابك جزيئات السليلوز غير المرنة أو اللزجة المرنة وتلتوي، مما يؤدي إلى تقليل حجم المادة وزيادة كثافتها.

تحدد نسبة ضغط قالب الحلقة لمعدات آلات حبيبات الكتلة الحيوية حجم ضغط القولبة. محتوى السليلوز في المواد الخام مثل سيقان الذرة والقصب صغير، ومن السهل تشويهه عند البثق بواسطة قوى خارجية، وبالتالي فإن نسبة ضغط قالب الحلقة المطلوبة للقولبة صغيرة. ، أي أن ضغط القولبة صغير. محتوى السليلوز في نشارة الخشب مرتفع، ونسبة ضغط قالب الحلقة المطلوبة للقولبة كبيرة، أي أن ضغط القولبة كبير. لذلك، تُستخدم مواد خام مختلفة من الكتلة الحيوية لإنتاج وقود الحبيبات المصبوب، ويجب استخدام ضغط مختلف لقالب الحلقة. بالنسبة لمواد الكتلة الحيوية ذات محتوى السليلوز المماثل في المواد الخام، يمكن استخدام قالب حلقة بنفس نسبة الضغط. بالنسبة للمواد الخام المذكورة أعلاه، مع زيادة نسبة ضغط قالب الحلقة، تزداد كثافة الجسيمات، ويزداد استهلاك الطاقة، ويزداد الإنتاج. عند الوصول إلى نسبة ضغط معينة، تزداد كثافة الجسيمات المتكونة قليلاً، ويزداد استهلاك الطاقة تبعاً لذلك، لكن الناتج ينخفض. يُستخدم قالب حلقي بنسبة ضغط 4.5. باستخدام نشارة الخشب كمادة خام، وقوالب حلقية بنسبة ضغط 5.0، تُلبي كثافة وقود الحبيبات متطلبات الجودة، ويُقلل استهلاك الطاقة لنظام المعدات.

يتم تشكيل نفس المادة الخام في قالب حلقي بنسب ضغط مختلفة، وتزداد كثافة وقود الحبيبات تدريجيًا مع زيادة نسبة الضغط، وضمن نطاق معين من نسبة الضغط، تبقى الكثافة مستقرة نسبيًا. عندما تزيد نسبة الضغط إلى حد معين، لن تتمكن المادة الخام من التشكيل بسبب الضغط الزائد. حجم حبيبات قشر الأرز كبير ومحتوى الرماد كبير، لذلك يصعب على قشر الأرز تكوين جزيئات. بالنسبة لنفس المادة، للحصول على كثافة جسيمات أكبر، يجب تصميمها باستخدام نسبة ضغط وضع الحلقة الأكبر.
تأثير حجم جزيئات المواد الخام على ظروف الصب

يؤثر حجم جسيمات المواد الخام للكتلة الحيوية بشكل كبير على ظروف التشكيل. مع زيادة حجم جسيمات المواد الخام من سيقان الذرة والقصب، تنخفض كثافة جسيمات التشكيل تدريجيًا. إذا كان حجم جسيمات المادة الخام صغيرًا جدًا، فسيؤثر ذلك أيضًا على كثافتها. لذلك، عند استخدام الكتلة الحيوية، مثل سيقان الذرة والقصب كمواد خام لإنتاج وقود الجسيمات، يُفضل الحفاظ على حجم جسيمات يتراوح بين 1 و5 نانو.

تأثير الرطوبة في المواد الخام على كثافة وقود الحبيبات

يوجد كمية مناسبة من الماء المرتبط والماء الحر في الجسم البيولوجي، والتي لها وظيفة مواد التشحيم، مما يقلل من الاحتكاك الداخلي بين الجسيمات ويعزز السيولة، وبالتالي تعزيز انزلاق الجسيمات وتركيبها تحت تأثير الضغط. عندما يكون محتوى الماء في المواد الخام للكتلة الحيوية عندما يكون محتوى الرطوبة منخفضًا جدًا، لا يمكن تمديد الجسيمات بالكامل، ولا يتم دمج الجسيمات المحيطة بإحكام، لذلك لا يمكن تكوينها. عندما يكون محتوى الرطوبة مرتفعًا جدًا، على الرغم من أنه يمكن تمديد الجسيمات بالكامل في الاتجاه العمودي على أقصى إجهاد رئيسي، ويمكن للجسيمات أن تتشابك مع بعضها البعض، ولكن نظرًا لأن المزيد من الماء في المادة الخام يتم بثقه وتوزيعه بين طبقات الجسيمات، لا يمكن ربط طبقات الجسيمات بشكل وثيق، لذلك لا يمكن تكوينها.

لذلك، عندما تستخدم آلات ومعدات حبيبات الكتلة الحيوية الكتلة الحيوية مثل سيقان الذرة والقصب كمواد خام لإنتاج وقود الحبيبات، يجب الحفاظ على نسبة الرطوبة في المواد الخام عند 12٪ -18٪.

في ظل ظروف درجة الحرارة العادية، أثناء عملية صب المواد الخام للكتلة الحيوية بالضغط، تتشوه الجسيمات وتتحد في شكل تشابك متبادل، وتتحد طبقات الجسيمات في شكل روابط متبادلة. يُحدد محتوى السليلوز في المادة الخام صعوبة التشكيل. كلما زاد محتوى السليلوز، زادت سهولة التشكيل. يؤثر حجم الجسيمات ومحتوى الرطوبة في المواد الخام بشكل كبير على ظروف التشكيل.