Аз сабаби миқдори камтари моддаҳои зараровар ба монанди хокистар, нитроген ва сулфур дар биомасса дар муқоиса бо энергияи маъданӣ, он дорои хусусиятҳои захираҳои калон, фаъолияти хуби карбон, осон афрӯхташаванда ва ҷузъҳои баланди ноустувор мебошад. Аз ин рӯ, биомасса як сӯзишвории хеле беҳтарини энергетикӣ буда, барои табдил ва истифодаи сӯзишворӣ хеле мувофиқ аст. Хокистари боқимонда пас аз сӯзондани биомасса аз моддаҳои ғизоии зарурӣ барои растаниҳо, аз қабили фосфор, калсий, калий ва магний бой аст, аз ин рӯ онро ҳамчун нуриҳо барои баргардонидан ба киштзор истифода бурдан мумкин аст. Бо назардошти захираҳои бузурги захираҳо ва бартариҳои беназири барқароршавандаи энергияи биомасса, он айни замон аз ҷониби кишварҳои саросари ҷаҳон ҳамчун интихоби муҳим барои рушди миллии энергияи нав ҳисобида мешавад. Комиссияи миллии рушд ва ислоҳоти Чин дар "Нақшаи татбиқи истифодаи ҳамаҷонибаи коҳи зироатҳо дар давоми нақшаи панҷсолаи 12" ба таври возеҳ изҳор доштааст, ки сатҳи истифодаи ҳамаҷонибаи коҳ то соли 2013 ба 75% мерасад ва то соли 2015 барои аз 80% зиёд шудан талош мекунад.
Чӣ гуна энергияи биомассаро ба энергияи баландсифат, тоза ва қулай табдил додан мумкин аст, ки бояд ҳал карда шавад. Технологияи зичкунии биомасса яке аз роҳҳои муассири баланд бардоштани самаранокии сӯзондани энергияи биомасса ва осон кардани интиқол мебошад. Дар айни замон, дар бозорҳои дохилӣ ва хориҷӣ чор намуди маъмули таҷҳизоти ташаккули зич мавҷуданд: мошини зарраҳои экструзияи спиралӣ, мошини штампкунии зарраҳои поршенӣ, мошини зарраҳои қолаби ҳамвор ва мошини зарраҳои қолаби ҳалқавӣ. Дар байни онҳо, мошини гранулаҳои қолаби ҳалқавӣ аз сабаби хусусиятҳои он, ба монанди набудани ниёз ба гармкунӣ ҳангоми кор, талаботи васеъ барои миқдори нами ашёи хом (аз 10% то 30%), ҳаҷми калони мошини ягона, зичии баланди фишурдашавӣ ва таъсири хуби ташаккулдиҳӣ васеъ истифода мешавад. Аммо, ин намуди мошинҳои гранулавӣ одатан камбудиҳо, ба монанди фарсудашавии осони қолаб, мӯҳлати кӯтоҳи хизмат, хароҷоти баланди нигоҳдорӣ ва ивазкунии номувофиқ доранд. Дар посух ба камбудиҳои дар боло зикршудаи мошини гранулаҳои қолаби ҳалқавӣ, муаллиф тарҳи нави такмилдиҳиро дар сохтори қолаби шаклдиҳӣ анҷом додааст ва қолаби шаклдиҳии навъи маҷмӯаро бо мӯҳлати дарози хизматрасонӣ, арзиши пасти нигоҳдорӣ ва нигоҳдории қулай тарҳрезӣ кардааст. Дар айни замон, ин мақола таҳлили механикии қолаби шаклдиҳиро дар раванди кори он анҷом додааст.
1. Тарроҳии такмилёфтаи сохтори қолаби шаклдиҳанда барои гранулятори қолаби ҳалқавӣ
1.1 Муқаддима ба раванди ташаккули экструзия:Мошини қолаби ҳалқавӣ метавонад ба ду намуд тақсим шавад: амудӣ ва уфуқӣ, вобаста ба мавқеи қолаби ҳалқавӣ; Мувофиқи шакли ҳаракат, онро ба ду шакли гуногуни ҳаракат тақсим кардан мумкин аст: ғалтаки фаъоли пахшкунӣ бо қолаби ҳалқавии собит ва ғалтаки фаъоли пахшкунӣ бо қолаби ҳалқавии рондашуда. Ин тарҳи такмилёфта асосан ба мошини қолаби зарраҳои ҳалқавӣ бо ғалтаки фаъоли фишор ва қолаби ҳалқавии собит ҳамчун шакли ҳаракат нигаронида шудааст. Он асосан аз ду қисм иборат аст: механизми интиқол ва механизми қолаби зарраҳои ҳалқавӣ. Қолаби ҳалқавӣ ва ғалтаки фишорӣ ду ҷузъи асосии мошини қолаби ҳалқавӣ мебошанд, ки дар атрофи қолаби ҳалқавӣ сӯрохиҳои зиёди қолаби ташаккулёбанда мавҷуданд ва ғалтаки фишорӣ дар дохили қолаби ҳалқавӣ насб карда шудааст. Ғалтаки фишорӣ ба шпиндели интиқол пайваст карда шудааст ва қолаби ҳалқавӣ дар кронштейни собит насб карда шудааст. Вақте ки шпиндель гардиш мекунад, он ғалтаки фишориро барои гардиш водор мекунад. Принсипи кор: Аввалан, механизми интиқол маводи биомассаи майдашударо ба андозаи муайяни зарраҳо (3-5 мм) ба камераи фишурда интиқол медиҳад. Сипас, муҳаррик меҳвари асосиро барои гардиши ғалтаки фишор ба ҳаракат медарорад ва ғалтаки фишор бо суръати доимӣ ҳаракат мекунад, то маводро байни ғалтаки фишор ва қолаби ҳалқавӣ баробар тақсим кунад, ки боиси фишурдани қолаби ҳалқавӣ бо мавод, ғалтаки фишор бо мавод ва мавод бо мавод мегардад. Дар раванди фишурдани соиш, селлюлоза ва гемиселлюлоза дар мавод бо ҳамдигар якҷоя мешаванд. Дар айни замон, гармие, ки аз соиш ба вуҷуд меояд, лигнинро ба як пайвандкунандаи табиӣ мулоим мекунад, ки селлюлоза, гемиселлюлоза ва дигар ҷузъҳоро ба ҳам мустаҳкамтар пайваст мекунад. Бо пур кардани пайвастаи маводи биомасса, миқдори маводе, ки дар сӯрохиҳои қолаби шаклдиҳӣ ба фишурдан ва соиш дучор мешавад, афзоиш меёбад. Дар айни замон, қувваи фишурдан байни биомасса афзоиш меёбад ва он пайваста зич мешавад ва дар сӯрохии қолабӣ ташаккул меёбад. Вақте ки фишори экструзия аз қувваи соиш зиёдтар аст, биомасса аз сӯрохиҳои қолабӣ дар атрофи қолаби ҳалқавӣ пайваста экструзия карда мешавад ва сӯзишвории қолабии биомассаро бо зичии қолабии тақрибан 1 г/см3 ташкил медиҳад.
1.2 Фарсудашавии қолабҳои шаклдиҳӣ:Иқтидори як мошини пеллетӣ калон буда, дараҷаи нисбатан баланди автоматизатсия ва мутобиқшавии қавӣ ба ашёи хом дорад. Онро метавон ба таври васеъ барои коркарди ашёи хоми гуногуни биомасса истифода бурд, ки барои истеҳсоли миқёси калони сӯзишвории ташаккули зичи биомасса мувофиқ аст ва ба талаботи рушди саноатикунонии сӯзишвории ташаккули зичи биомасса дар оянда ҷавобгӯ аст. Аз ин рӯ, мошини пеллетии қолаби ҳалқавӣ ба таври васеъ истифода мешавад. Аз сабаби эҳтимолияти мавҷуд будани миқдори ками қум ва дигар ифлосҳои ғайрибиомасса дар маводи коркардшудаи биомасса, эҳтимоли зиёд вуҷуд дорад, ки он боиси фарсудашавии назаррас дар қолаби ҳалқавии мошини пеллетӣ гардад. Мӯҳлати хидмати қолаби ҳалқавӣ дар асоси иқтидори истеҳсолӣ ҳисоб карда мешавад. Дар айни замон, мӯҳлати хидмати қолаби ҳалқавӣ дар Чин танҳо 100-1000 тонна аст.
Нокомии қолаби ҳалқавӣ асосан дар чор падидаи зерин рух медиҳад: ① Пас аз кор кардани қолаби ҳалқавӣ, девори дарунии сӯрохи қолаби шаклдиҳанда фарсуда мешавад ва сӯрохии он зиёд мешавад, ки боиси деформатсияи назарраси сӯзишвории шаклёфта мегардад; ② Нишебии ғизодиҳии сӯрохи қолаби шаклдиҳандаи қолаби ҳалқавӣ фарсуда мешавад, ки дар натиҷа миқдори маводи биомасса, ки ба сӯрохи қолаб фишурда мешавад, кам мешавад, фишори экструзия коҳиш меёбад ва сӯрохи қолаби шаклдиҳанда ба осонӣ баста мешавад, ки боиси вайрон шудани қолаби ҳалқавӣ мегардад (Расми 2); ③ Пас аз коркарди мавод ва миқдори холӣшавии девори дарунӣ (Расми 3);
④ Пас аз фарсуда шудани сӯрохи дарунии қолаби ҳалқавӣ, ғафсии девор байни қисмҳои ҳамшафати қолаб L тунуктар мешавад, ки дар натиҷа мустаҳкамии сохтории қолаби ҳалқавӣ коҳиш меёбад. Дар қисмати хатарноктарин тарқишҳо ба вуҷуд меоянд ва бо дароз шудани тарқишҳо, падидаи шикастани қолаби ҳалқавӣ ба амал меояд. Сабаби асосии фарсудашавии осон ва мӯҳлати кӯтоҳи хизмати қолаби ҳалқавӣ сохтори номуносиби қолаби ҳалқавии ташаккулёбанда мебошад (қолаби ҳалқавӣ бо сӯрохиҳои қолаби ташаккулёбанда муттаҳид карда шудааст). Сохтори муттаҳидшудаи ин ду ба чунин натиҷаҳо майл дорад: баъзан вақте ки танҳо якчанд сӯрохиҳои қолаби ташаккулёбандаи қолаби ҳалқавӣ фарсуда мешаванд ва кор карда наметавонанд, тамоми қолаби ҳалқавӣ бояд иваз карда шавад, ки ин на танҳо барои кори ивазкунӣ нороҳатӣ меорад, балки боиси талафоти зиёди иқтисодӣ ва афзоиши хароҷоти нигоҳдорӣ мегардад.
1.3 Тарроҳии беҳтарсозии сохтории қолаби шаклдиҳӣБарои дароз кардани мӯҳлати хидмати қолаби ҳалқавии мошини грануласозӣ, кам кардани фарсудашавӣ, осон кардани ивазкунӣ ва кам кардани хароҷоти нигоҳдорӣ, зарур аст, ки тарҳи комилан нави такмилёфтаи сохтори қолаби ҳалқавӣ анҷом дода шавад. Дар тарҳ қолаби қолаби дарунсохт истифода шудааст ва сохтори беҳтаршудаи камераи фишурдасозӣ дар расми 4 нишон дода шудааст. Расми 5 намуди буриши қолаби беҳтаршудаи қолабро нишон медиҳад.
Ин тарҳи такмилёфта асосан ба мошини қолаби зарраҳои ҳалқавӣ бо шакли ҳаракати ғалтаки фишори фаъол ва қолаби ҳалқавии собит нигаронида шудааст. Қолаби ҳалқавии поёнӣ ба корпус мустаҳкам карда шудааст ва ду ғалтаки фишор тавассути пластинаи пайвасткунанда ба меҳвари асосӣ пайваст карда шудаанд. Қолаби шаклдиҳӣ ба қолаби ҳалқавии поёнӣ (бо истифода аз фишанги интерференсионӣ) ҷойгир карда шудааст ва қолаби ҳалқавии болоӣ тавассути болтҳо ба қолаби ҳалқавии поёнӣ мустаҳкам карда шуда, ба қолаби шаклдиҳӣ часпонида шудааст. Дар айни замон, барои пешгирӣ аз баргардонидани қолаби шаклдиҳӣ аз сабаби қувва пас аз ғелонидани ғалтаки фишор ва ҳаракати радиалӣ дар қолаби ҳалқавӣ, винтҳои ғарқшаванда барои мустаҳкам кардани қолаби шаклдиҳӣ ба қолабҳои болоӣ ва поёнӣ мутаносибан истифода мешаванд. Барои кам кардани муқовимати маводе, ки ба сӯрох ворид мешавад ва ворид шудан ба сӯрохи қолабро қулайтар мекунад. Кунҷи конуси сӯрохи ғизодиҳии қолаби шаклдиҳии тарҳрезишуда аз 60° то 120° аст.
Тарҳи беҳтаршудаи сохтории қолаби шаклдиҳӣ дорои хусусиятҳои бисёрдаврӣ ва мӯҳлати хизмати дароз мебошад. Вақте ки мошини зарраҳо барои муддати муайян кор мекунад, талафоти соиш боиси калон шудани сӯрохи қолаби шаклдиҳӣ ва ғайрифаъол шудани он мегардад. Вақте ки қолаби шаклдиҳии фарсуда хориҷ ва васеъ карда мешавад, онро барои истеҳсоли дигар хусусиятҳои зарраҳои шаклдиҳӣ истифода бурдан мумкин аст. Ин метавонад истифодаи дубораи қолабҳоро таъмин кунад ва хароҷоти нигоҳдорӣ ва ивазкуниро сарфа кунад.
Барои дароз кардани мӯҳлати хидмати гранулятор ва кам кардани хароҷоти истеҳсолӣ, ғалтаки фишорӣ аз пӯлоди карбони баланд ва манган бо муқовимати хуби фарсудашавӣ, ба монанди 65Mn истифода мебарад. Қолаби шаклдиҳӣ бояд аз пӯлоди карбюризатсияшудаи хӯла ё хӯлаи никел-хромии камкарбон, ба монанди Cr, Mn, Ti ва ғайра сохта шавад. Аз сабаби беҳтар шудани камераи фишурдасозӣ, қувваи соиш, ки қолабҳои ҳалқаҳои болоӣ ва поёнӣ ҳангоми кор эҳсос мекунанд, дар муқоиса бо қолаби шаклдиҳӣ нисбатан кам аст. Аз ин рӯ, пӯлоди карбонии оддӣ, ба монанди пӯлоди 45, метавонад ҳамчун мавод барои камераи фишурдасозӣ истифода шавад. Дар муқоиса бо қолабҳои анъанавии ҳалқавии шаклдиҳии муттаҳидшуда, он метавонад истифодаи пӯлоди хӯлаи гаронбаҳоро кам кунад ва бо ин васила хароҷоти истеҳсолотро коҳиш диҳад.
2. Таҳлили механикии қолаби шаклдиҳандаи мошини қолаби ҳалқавӣ дар раванди кори қолаби шаклдиҳанда.
Дар раванди қолабсозӣ, лигнин дар мавод аз ҳисоби муҳити фишори баланд ва ҳарорати баланд, ки дар қолаби қолабсозӣ ба вуҷуд меояд, пурра нарм мешавад. Вақте ки фишори экструзия афзоиш намеёбад, мавод аз пластикизатсия мегузарад. Мавод пас аз пластикизатсия хуб ҷараён мегирад, аз ин рӯ дарозиро ба d муқаррар кардан мумкин аст. Қолаби қолабсозӣ ҳамчун зарфи фишорӣ ҳисобида мешавад ва фишор ба қолаби қолабсозӣ содда карда мешавад.
Тавассути таҳлили ҳисобҳои механикии дар боло зикршуда, метавон хулоса кард, ки барои ба даст овардани фишор дар ҳар нуқтаи дохили қолаби шаклдиҳӣ, муайян кардани шиддати даврӣ дар он нуқтаи дохили қолаби шаклдиҳӣ зарур аст. Сипас, қувваи соиш ва фишорро дар он ҷой ҳисоб кардан мумкин аст.
3. Хулоса
Дар ин мақола тарҳи нави такмили сохторӣ барои қолаби шаклдиҳандаи гранулизатори қолаби ҳалқавӣ пешниҳод шудааст. Истифодаи қолабҳои шаклдиҳандаи дарунсохт метавонад фарсудашавии қолабро самаранок коҳиш диҳад, мӯҳлати давраи қолабро дароз кунад, ивазкунӣ ва нигоҳдории онро осон кунад ва хароҷоти истеҳсолотро кам кунад. Ҳамзамон, таҳлили механикӣ дар ҷараёни кори қолаби шаклдиҳанда гузаронида шуд, ки заминаи назариявиро барои таҳқиқоти минбаъда дар оянда фароҳам овард.
Вақти нашр: 22 феврали соли 2024