બાયોમાસમાં ખનિજ ઉર્જાની તુલનામાં રાખ, નાઇટ્રોજન અને સલ્ફર જેવા હાનિકારક પદાર્થો ઓછા હોવાથી, તેમાં મોટા ભંડાર, સારી કાર્બન પ્રવૃત્તિ, સરળ ઇગ્નીશન અને ઉચ્ચ અસ્થિર ઘટકોની લાક્ષણિકતાઓ છે. તેથી, બાયોમાસ એક ખૂબ જ આદર્શ ઉર્જા બળતણ છે અને દહન રૂપાંતર અને ઉપયોગ માટે ખૂબ જ યોગ્ય છે. બાયોમાસ દહન પછી બાકી રહેલી રાખ ફોસ્ફરસ, કેલ્શિયમ, પોટેશિયમ અને મેગ્નેશિયમ જેવા છોડ માટે જરૂરી પોષક તત્વોથી ભરપૂર હોય છે, તેથી તેનો ઉપયોગ ખેતરમાં પાછા ફરવા માટે ખાતર તરીકે કરી શકાય છે. બાયોમાસ ઉર્જાના પ્રચંડ સંસાધનો અને અનન્ય નવીનીકરણીય ફાયદાઓને જોતાં, તેને હાલમાં વિશ્વભરના દેશો દ્વારા રાષ્ટ્રીય નવી ઉર્જા વિકાસ માટે એક મહત્વપૂર્ણ પસંદગી તરીકે ગણવામાં આવે છે. ચીનના રાષ્ટ્રીય વિકાસ અને સુધારણા પંચે "12મી પંચવર્ષીય યોજના દરમિયાન પાકના સ્ટ્રોના વ્યાપક ઉપયોગ માટે અમલીકરણ યોજના" માં સ્પષ્ટપણે જણાવ્યું છે કે સ્ટ્રોનો વ્યાપક ઉપયોગ દર 2013 સુધીમાં 75% સુધી પહોંચી જશે, અને 2015 સુધીમાં 80% થી વધુ કરવાનો પ્રયાસ કરશે.
બાયોમાસ ઉર્જાને ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી, સ્વચ્છ અને અનુકૂળ ઉર્જામાં કેવી રીતે રૂપાંતરિત કરવી તે એક તાત્કાલિક સમસ્યા બની ગઈ છે જેનો ઉકેલ લાવવો જરૂરી છે. બાયોમાસ ડેન્સિફિકેશન ટેકનોલોજી એ બાયોમાસ ઉર્જા ભસ્મીકરણની કાર્યક્ષમતા સુધારવા અને પરિવહનને સરળ બનાવવા માટે અસરકારક રીતોમાંની એક છે. હાલમાં, સ્થાનિક અને વિદેશી બજારોમાં ચાર સામાન્ય પ્રકારના ગાઢ રચના સાધનો છે: સર્પાકાર એક્સટ્રુઝન પાર્ટિકલ મશીન, પિસ્ટન સ્ટેમ્પિંગ પાર્ટિકલ મશીન, ફ્લેટ મોલ્ડ પાર્ટિકલ મશીન અને રિંગ મોલ્ડ પાર્ટિકલ મશીન. તેમાંથી, રિંગ મોલ્ડ પેલેટ મશીનનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે કારણ કે તેની લાક્ષણિકતાઓ જેમ કે ઓપરેશન દરમિયાન ગરમીની જરૂર નથી, કાચા માલની ભેજ સામગ્રી માટે વ્યાપક આવશ્યકતાઓ (10% થી 30%), મોટી સિંગલ મશીન આઉટપુટ, ઉચ્ચ કમ્પ્રેશન ઘનતા અને સારી રચના અસર. જો કે, આ પ્રકારના પેલેટ મશીનોમાં સામાન્ય રીતે સરળ મોલ્ડ ઘસારો, ટૂંકી સેવા જીવન, ઉચ્ચ જાળવણી ખર્ચ અને અસુવિધાજનક રિપ્લેસમેન્ટ જેવા ગેરફાયદા હોય છે. રિંગ મોલ્ડ પેલેટ મશીનની ઉપરોક્ત ખામીઓના પ્રતિભાવમાં, લેખકે ફોર્મિંગ મોલ્ડની રચના પર એક નવી સુધારણા ડિઝાઇન બનાવી છે, અને લાંબી સેવા જીવન, ઓછી જાળવણી ખર્ચ અને અનુકૂળ જાળવણી સાથે સેટ પ્રકાર ફોર્મિંગ મોલ્ડ ડિઝાઇન કર્યો છે. દરમિયાન, આ લેખમાં રચનાના ઘાટનું તેની કાર્ય પ્રક્રિયા દરમિયાન યાંત્રિક વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું.
૧. રીંગ મોલ્ડ ગ્રેન્યુલેટર માટે ફોર્મિંગ મોલ્ડ સ્ટ્રક્ચરની સુધારણા ડિઝાઇન
૧.૧ એક્સટ્રુઝન ફોર્મિંગ પ્રક્રિયાનો પરિચય:રિંગ ડાઇ પેલેટ મશીનને બે પ્રકારમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: ઊભી અને આડી, રિંગ ડાઇની સ્થિતિના આધારે; ગતિના સ્વરૂપ અનુસાર, તેને ગતિના બે અલગ અલગ સ્વરૂપોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: નિશ્ચિત રિંગ મોલ્ડ સાથે સક્રિય પ્રેસિંગ રોલર અને સંચાલિત રિંગ મોલ્ડ સાથે સક્રિય પ્રેસિંગ રોલર. આ સુધારેલી ડિઝાઇન મુખ્યત્વે સક્રિય દબાણ રોલર અને ગતિ સ્વરૂપ તરીકે નિશ્ચિત રિંગ મોલ્ડ સાથે રિંગ મોલ્ડ પાર્ટિકલ મશીનને ધ્યાનમાં રાખીને બનાવવામાં આવી છે. તેમાં મુખ્યત્વે બે ભાગોનો સમાવેશ થાય છે: એક કન્વેઇંગ મિકેનિઝમ અને રિંગ મોલ્ડ પાર્ટિકલ મિકેનિઝમ. રિંગ મોલ્ડ અને પ્રેશર રોલર રિંગ મોલ્ડ પેલેટ મશીનના બે મુખ્ય ઘટકો છે, જેમાં રિંગ મોલ્ડની આસપાસ ઘણા ફોર્મિંગ મોલ્ડ છિદ્રો વિતરિત થાય છે, અને પ્રેશર રોલર રિંગ મોલ્ડની અંદર સ્થાપિત થાય છે. પ્રેશર રોલર ટ્રાન્સમિશન સ્પિન્ડલ સાથે જોડાયેલ છે, અને રિંગ મોલ્ડ નિશ્ચિત કૌંસ પર સ્થાપિત થાય છે. જ્યારે સ્પિન્ડલ ફરે છે, ત્યારે તે પ્રેશર રોલરને ફેરવવા માટે ચલાવે છે. કાર્યકારી સિદ્ધાંત: સૌપ્રથમ, કન્વેઇંગ મિકેનિઝમ કચડી બાયોમાસ સામગ્રીને ચોક્કસ કણ કદ (3-5mm) માં કમ્પ્રેશન ચેમ્બરમાં પરિવહન કરે છે. પછી, મોટર મુખ્ય શાફ્ટને ચલાવે છે જેથી પ્રેશર રોલર ફેરવાય, અને પ્રેશર રોલર સતત ગતિએ આગળ વધે છે જેથી પ્રેશર રોલર અને રિંગ મોલ્ડ વચ્ચે સામગ્રી સમાન રીતે વિખેરાઈ જાય, જેના કારણે રિંગ મોલ્ડ સંકુચિત થાય છે અને સામગ્રી સાથે ઘર્ષણ થાય છે, પ્રેશર રોલર સામગ્રી સાથે અને સામગ્રી સાથે સામગ્રી. ઘર્ષણને સ્ક્વિઝ કરવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન, સામગ્રીમાં સેલ્યુલોઝ અને હેમિસેલ્યુલોઝ એકબીજા સાથે જોડાય છે. તે જ સમયે, સ્ક્વિઝિંગ ઘર્ષણ દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ગરમી લિગ્નિનને કુદરતી બાઈન્ડરમાં નરમ પાડે છે, જે સેલ્યુલોઝ, હેમિસેલ્યુલોઝ અને અન્ય ઘટકોને વધુ મજબૂત રીતે એકબીજા સાથે જોડે છે. બાયોમાસ સામગ્રીના સતત ભરણ સાથે, રચના કરતા મોલ્ડ છિદ્રોમાં સંકોચન અને ઘર્ષણને આધિન સામગ્રીનું પ્રમાણ વધતું રહે છે. તે જ સમયે, બાયોમાસ વચ્ચે સ્ક્વિઝિંગ બળ વધતું રહે છે, અને તે સતત ઘન બને છે અને મોલ્ડિંગ છિદ્રમાં રચાય છે. જ્યારે એક્સટ્રુઝન દબાણ ઘર્ષણ બળ કરતા વધારે હોય છે, ત્યારે બાયોમાસ રિંગ મોલ્ડની આસપાસના મોલ્ડિંગ છિદ્રોમાંથી સતત બહાર કાઢવામાં આવે છે, જે લગભગ 1g/Cm3 ની મોલ્ડિંગ ઘનતા સાથે બાયોમાસ મોલ્ડિંગ બળ બનાવે છે.
૧.૨ રચનાના ઘાટનો ઘસારો:પેલેટ મશીનનું સિંગલ મશીન આઉટપુટ મોટું છે, જેમાં પ્રમાણમાં ઉચ્ચ ડિગ્રી ઓટોમેશન અને કાચા માલ માટે મજબૂત અનુકૂલનક્ષમતા છે. તેનો ઉપયોગ વિવિધ બાયોમાસ કાચા માલની પ્રક્રિયા કરવા માટે વ્યાપકપણે થઈ શકે છે, બાયોમાસ ગાઢ રચના કરતા ઇંધણના મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે યોગ્ય છે, અને ભવિષ્યમાં બાયોમાસ ગાઢ રચના કરતા ઇંધણના ઔદ્યોગિકીકરણની વિકાસ જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે. તેથી, રિંગ મોલ્ડ પેલેટ મશીનનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. પ્રોસેસ્ડ બાયોમાસ સામગ્રીમાં ઓછી માત્રામાં રેતી અને અન્ય બિન-બાયોમાસ અશુદ્ધિઓની હાજરીને કારણે, તે પેલેટ મશીનના રિંગ મોલ્ડ પર નોંધપાત્ર ઘસારો પેદા કરે તેવી શક્યતા છે. રિંગ મોલ્ડની સર્વિસ લાઇફ ઉત્પાદન ક્ષમતાના આધારે ગણવામાં આવે છે. હાલમાં, ચીનમાં રિંગ મોલ્ડની સર્વિસ લાઇફ ફક્ત 100-1000 ટન છે.
રિંગ મોલ્ડની નિષ્ફળતા મુખ્યત્વે નીચેની ચાર ઘટનાઓમાં થાય છે: ① રિંગ મોલ્ડ ચોક્કસ સમયગાળા માટે કામ કર્યા પછી, ફોર્મિંગ મોલ્ડ હોલની આંતરિક દિવાલ ઘસાઈ જાય છે અને છિદ્ર વધે છે, જેના પરિણામે ઉત્પાદિત ઇંધણમાં નોંધપાત્ર વિકૃતિ થાય છે; ② રિંગ મોલ્ડના ફોર્મિંગ ડાઇ હોલનો ફીડિંગ ઢાળ ઘસાઈ જાય છે, જેના પરિણામે ડાઇ હોલમાં સ્ક્વિઝ્ડ બાયોમાસ સામગ્રીની માત્રામાં ઘટાડો થાય છે, એક્સટ્રુઝન દબાણમાં ઘટાડો થાય છે અને ફોર્મિંગ ડાઇ હોલમાં સરળતાથી અવરોધ આવે છે, જેના કારણે રિંગ મોલ્ડ નિષ્ફળ જાય છે (આકૃતિ 2); ③ આંતરિક દિવાલ સામગ્રી પછી અને ડિસ્ચાર્જની માત્રામાં તીવ્ર ઘટાડો થાય છે (આકૃતિ 3);
④ રિંગ મોલ્ડના આંતરિક છિદ્રના ઘસારો પછી, નજીકના મોલ્ડના ટુકડા L વચ્ચેની દિવાલની જાડાઈ પાતળી થઈ જાય છે, જેના પરિણામે રિંગ મોલ્ડની માળખાકીય મજબૂતાઈમાં ઘટાડો થાય છે. સૌથી ખતરનાક વિભાગમાં તિરાડો થવાની સંભાવના હોય છે, અને જેમ જેમ તિરાડો વધતી રહે છે, તેમ તેમ રિંગ મોલ્ડ ફ્રેક્ચરની ઘટના બને છે. રિંગ મોલ્ડના સરળ ઘસારો અને ટૂંકા સેવા જીવનનું મુખ્ય કારણ ફોર્મિંગ રિંગ મોલ્ડની ગેરવાજબી રચના છે (રિંગ મોલ્ડ ફોર્મિંગ મોલ્ડ છિદ્રો સાથે સંકલિત છે). બંનેનું સંકલિત માળખું આવા પરિણામો માટે સંવેદનશીલ હોય છે: કેટલીકવાર જ્યારે રિંગ મોલ્ડના ફક્ત થોડા જ ફોર્મિંગ મોલ્ડ છિદ્રો ઘસાઈ જાય છે અને કામ કરી શકતા નથી, ત્યારે સમગ્ર રિંગ મોલ્ડને બદલવાની જરૂર પડે છે, જે ફક્ત રિપ્લેસમેન્ટ કાર્યમાં અસુવિધા લાવે છે, પરંતુ મોટા આર્થિક કચરો પણ લાવે છે અને જાળવણી ખર્ચમાં વધારો કરે છે.
૧.૩ ફોર્મિંગ મોલ્ડની માળખાકીય સુધારણા ડિઝાઇનપેલેટ મશીનના રિંગ મોલ્ડની સર્વિસ લાઇફ વધારવા, ઘસારો ઘટાડવા, રિપ્લેસમેન્ટને સરળ બનાવવા અને જાળવણી ખર્ચ ઘટાડવા માટે, રિંગ મોલ્ડની રચના પર એકદમ નવી સુધારણા ડિઝાઇન હાથ ધરવી જરૂરી છે. ડિઝાઇનમાં એમ્બેડેડ મોલ્ડિંગ મોલ્ડનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, અને સુધારેલ કમ્પ્રેશન ચેમ્બર માળખું આકૃતિ 4 માં બતાવવામાં આવ્યું છે. આકૃતિ 5 સુધારેલા મોલ્ડિંગ મોલ્ડનો ક્રોસ-સેક્શનલ દૃશ્ય દર્શાવે છે.
આ સુધારેલ ડિઝાઇન મુખ્યત્વે રિંગ મોલ્ડ પાર્ટિકલ મશીન પર કેન્દ્રિત છે જેમાં સક્રિય પ્રેશર રોલર અને ફિક્સ્ડ રિંગ મોલ્ડના ગતિ સ્વરૂપનો સમાવેશ થાય છે. નીચલા રિંગ મોલ્ડને શરીર પર નિશ્ચિત કરવામાં આવે છે, અને બે પ્રેશર રોલર્સ કનેક્ટિંગ પ્લેટ દ્વારા મુખ્ય શાફ્ટ સાથે જોડાયેલા હોય છે. ફોર્મિંગ મોલ્ડને નીચલા રિંગ મોલ્ડ પર એમ્બેડ કરવામાં આવે છે (ઇન્ટરફેન્સર ફિટનો ઉપયોગ કરીને), અને ઉપલા રિંગ મોલ્ડને બોલ્ટ દ્વારા નીચલા રિંગ મોલ્ડ પર ઠીક કરવામાં આવે છે અને ફોર્મિંગ મોલ્ડ પર ક્લેમ્પ કરવામાં આવે છે. તે જ સમયે, પ્રેશર રોલર રોલ ઓવર થયા પછી અને રિંગ મોલ્ડ સાથે રેડિયલી ખસેડ્યા પછી બળને કારણે ફોર્મિંગ મોલ્ડને રિબાઉન્ડ થતો અટકાવવા માટે, કાઉન્ટરસ્કંક સ્ક્રૂનો ઉપયોગ ફોર્મિંગ મોલ્ડને અનુક્રમે ઉપલા અને નીચલા રિંગ મોલ્ડમાં ઠીક કરવા માટે કરવામાં આવે છે. છિદ્રમાં પ્રવેશતા સામગ્રીના પ્રતિકારને ઘટાડવા અને મોલ્ડ છિદ્રમાં પ્રવેશવા માટે તેને વધુ અનુકૂળ બનાવવા માટે. ડિઝાઇન કરેલા ફોર્મિંગ મોલ્ડના ફીડિંગ હોલનો શંકુ કોણ 60 ° થી 120 ° છે.
ફોર્મિંગ મોલ્ડની સુધારેલી માળખાકીય ડિઝાઇનમાં મલ્ટી સાયકલ અને લાંબી સેવા જીવનની લાક્ષણિકતાઓ છે. જ્યારે પાર્ટિકલ મશીન સમય માટે કામ કરે છે, ત્યારે ઘર્ષણ નુકશાનને કારણે ફોર્મિંગ મોલ્ડનું છિદ્ર મોટું અને નિષ્ક્રિય બને છે. જ્યારે ઘસાઈ ગયેલા ફોર્મિંગ મોલ્ડને દૂર કરવામાં આવે છે અને વિસ્તૃત કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેનો ઉપયોગ ફોર્મિંગ કણોના અન્ય વિશિષ્ટતાઓના ઉત્પાદન માટે થઈ શકે છે. આ મોલ્ડનો પુનઃઉપયોગ પ્રાપ્ત કરી શકે છે અને જાળવણી અને રિપ્લેસમેન્ટ ખર્ચ બચાવી શકે છે.
ગ્રાન્યુલેટરની સર્વિસ લાઇફ વધારવા અને ઉત્પાદન ખર્ચ ઘટાડવા માટે, પ્રેશર રોલર 65Mn જેવા સારા વસ્ત્રો પ્રતિકાર સાથે ઉચ્ચ કાર્બન ઉચ્ચ મેંગેનીઝ સ્ટીલ અપનાવે છે. ફોર્મિંગ મોલ્ડ એલોય કાર્બ્યુરાઇઝ્ડ સ્ટીલ અથવા લો-કાર્બન નિકલ ક્રોમિયમ એલોયથી બનેલો હોવો જોઈએ, જેમ કે Cr, Mn, Ti, વગેરે. કમ્પ્રેશન ચેમ્બરના સુધારાને કારણે, ઓપરેશન દરમિયાન ઉપલા અને નીચલા રિંગ મોલ્ડ દ્વારા અનુભવાતી ઘર્ષણ બળ ફોર્મિંગ મોલ્ડની તુલનામાં પ્રમાણમાં ઓછી છે. તેથી, સામાન્ય કાર્બન સ્ટીલ, જેમ કે 45 સ્ટીલ, કમ્પ્રેશન ચેમ્બર માટે સામગ્રી તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે. પરંપરાગત ઇન્ટિગ્રેટેડ ફોર્મિંગ રિંગ મોલ્ડની તુલનામાં, તે મોંઘા એલોય સ્ટીલનો ઉપયોગ ઘટાડી શકે છે, જેનાથી ઉત્પાદન ખર્ચ ઓછો થાય છે.
2. ફોર્મિંગ મોલ્ડની કાર્ય પ્રક્રિયા દરમિયાન રિંગ મોલ્ડ પેલેટ મશીનના ફોર્મિંગ મોલ્ડનું યાંત્રિક વિશ્લેષણ.
મોલ્ડિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન, મોલ્ડિંગ મોલ્ડમાં ઉત્પન્ન થતા ઉચ્ચ-દબાણ અને ઉચ્ચ-તાપમાન વાતાવરણને કારણે સામગ્રીમાં રહેલું લિગ્નિન સંપૂર્ણપણે નરમ થઈ જાય છે. જ્યારે એક્સટ્રુઝન દબાણ વધતું નથી, ત્યારે સામગ્રી પ્લાસ્ટિસાઇઝેશનમાંથી પસાર થાય છે. પ્લાસ્ટિસાઇઝેશન પછી સામગ્રી સારી રીતે વહે છે, તેથી લંબાઈ d પર સેટ કરી શકાય છે. ફોર્મિંગ મોલ્ડને દબાણ પાત્ર તરીકે ગણવામાં આવે છે, અને ફોર્મિંગ મોલ્ડ પરનો તણાવ સરળ બને છે.
ઉપરોક્ત યાંત્રિક ગણતરી વિશ્લેષણ દ્વારા, એવું નિષ્કર્ષ પર આવી શકે છે કે ફોર્મિંગ મોલ્ડની અંદર કોઈપણ બિંદુએ દબાણ મેળવવા માટે, ફોર્મિંગ મોલ્ડની અંદર તે બિંદુ પર પરિઘ તાણ નક્કી કરવું જરૂરી છે. પછી, તે સ્થાન પર ઘર્ષણ બળ અને દબાણની ગણતરી કરી શકાય છે.
3. નિષ્કર્ષ
આ લેખ રિંગ મોલ્ડ પેલેટાઇઝરના ફોર્મિંગ મોલ્ડ માટે નવી માળખાકીય સુધારણા ડિઝાઇનનો પ્રસ્તાવ મૂકે છે. એમ્બેડેડ ફોર્મિંગ મોલ્ડનો ઉપયોગ અસરકારક રીતે મોલ્ડના ઘસારાને ઘટાડી શકે છે, મોલ્ડ ચક્રનું જીવન લંબાવી શકે છે, રિપ્લેસમેન્ટ અને જાળવણીને સરળ બનાવી શકે છે અને ઉત્પાદન ખર્ચ ઘટાડી શકે છે. તે જ સમયે, ફોર્મિંગ મોલ્ડ પર તેની કાર્યકારી પ્રક્રિયા દરમિયાન યાંત્રિક વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું, જે ભવિષ્યમાં વધુ સંશોધન માટે સૈદ્ધાંતિક આધાર પૂરો પાડે છે.
પોસ્ટ સમય: ફેબ્રુઆરી-૨૨-૨૦૨૪