탄화 볏짚 연탄 성형에서 유압 실험실 프레스의 주요 역할은 정밀한 압축 도구로 작용하는 것입니다. 유압 잭 시스템을 사용하여 몰드 내의 바이오차와 바인더 혼합물에 일정하고 높은 크기의 압력을 가하여 느슨한 분말을 고강도, 응집력 있는 기하학적 고체로 물리적으로 변환합니다.
피스톤 변위 및 압력 적용을 정밀하게 제어할 수 있게 함으로써, 프레스는 내부 기공을 제거하고 밀도를 최대화하는 동시에 다공성을 신중하게 조절하여 구조적 내구성과 연소 효율 사이의 중요한 균형을 맞출 수 있습니다.
압축 메커니즘
입자 재배열 및 상호 잠금
유압 프레스는 느슨한 볏짚 혼합물에 상당한 외부 힘을 가합니다. 이는 미세 분말 입자의 물리적 변위 및 재배열을 유도합니다. 이 압력 하에서 입자는 단단히 밀집된 구성으로 강제되어 연탄 구조의 기초 역할을 하는 기계적 상호 잠금을 촉진합니다.
바인더 효율 촉진
기계적 압력은 바인더 활성화에 필수적입니다. 이 힘은 바이오차 입자와 바인더 분자(예: 전분 또는 수지) 사이의 단단한 결합을 촉진합니다. 프레스는 입자 사이의 간격을 물리적으로 연결함으로써 바인더가 매트릭스를 효과적으로 "접착"하여 내부 기공을 제거하도록 보장합니다.
"녹색 강도" 설정
연탄을 건조하거나 소성하기 전에 "녹색체"로 존재합니다. 프레스가 가하는 단축 압력(종종 25 MPa에서 120 bar 사이)은 이 녹색체에 충분한 초기 밀도와 강도를 부여합니다. 이는 후속 취급, 건조 또는 소결 단계에서 균열이 발생하는 것을 방지하는 중요한 단계입니다.
연료 품질 및 내구성 향상
에너지 밀도 최대화
프레스의 주요 기능은 최종 제품의 겉보기 밀도를 높이는 것입니다. 재료를 압축하고 공극을 제거함으로써 프레스는 부피 단위당 연소 가능한 재료의 양을 증가시킵니다. 이는 연료의 에너지 밀도를 직접적으로 향상시켜 느슨한 바이오매스보다 더 효율적으로 만듭니다.
기계적 안정성 보장
고압 압축은 연탄이 높은 기계적 내마모성을 갖도록 보장합니다. 이 안정성은 물류에 중요하며, 분진으로 다시 부서지지 않고 보관 및 운송 중 충격을 견딜 수 있는 물리적 강도를 제공합니다.
연소 성능 최적화
다공성과 투과성 균형
주요 기술 데이터에 따르면, 프레스는 피스톤 변위 제어를 통해 다공성을 최적화할 수 있습니다. 높은 밀도가 강도에 바람직하지만, 연탄은 공기가 구조를 통과할 수 있도록 어느 정도의 다공성을 유지해야 합니다. 프레스는 기계적 저항과 공기 투과성 사이의 최적 연소를 위한 정확한 압력을 조절할 수 있게 합니다.
연소 내구성 조절
유압 프레스에 의해 달성된 균일한 밀도는 재활용 연료의 연소 내구성을 결정합니다. 입자 사이의 일관되고 단단한 결합은 연탄이 난로 또는 용광로 내부에서 안정적으로 연소되고 구조적 무결성을 유지하며 조기에 분해되지 않도록 보장합니다.
절충점 이해
밀도 대 공기 흐름 충돌
과도한 압력을 가하는 것은 역효과를 낼 수 있습니다. 유압 프레스가 연탄을 너무 단단하게 압축하면 산소 흐름에 필요한 미세 기공이 막힐 수 있습니다. 이는 매우 강하지만 점화하기 어렵거나 산소 부족으로 인해 비효율적으로 연소되는 연탄을 초래합니다.
배치 처리 제한
실험실용 유압 프레스는 고용량 처리량이 아닌 정밀도와 배치 일관성을 위해 설계되었습니다. 연료의 이상적인 기계적 강도와 기하학적 매개변수를 결정하는 데 탁월하지만, 연속적인 산업 압출 방식보다 본질적으로 느린 로딩, 압축 및 배출 주기로 작동합니다.
목표에 맞는 올바른 선택
유압 실험실 프레스의 효과를 극대화하려면 연탄의 특정 최종 용도에 따라 압력 설정을 조정하십시오:
- 주요 초점이 물류 및 운송인 경우: 더 높은 압력(120 bar에 근접)을 가하여 기계적 상호 잠금 및 밀도를 최대화하여 연탄이 운송 중 충격 및 마모에 견딜 수 있도록 합니다.
- 주요 초점이 빠른 점화인 경우: 더 높은 다공성을 유지하기 위해 중간 압력을 사용하여 물리적 강도가 약간 감소하더라도 더 나은 공기 흐름과 빠른 연소를 허용합니다.
궁극적으로 유압 실험실 프레스는 느슨하고 혼란스러운 물질에 질서와 밀도를 정밀하게 부과함으로써 폐기물 부담을 귀중한 에너지 자산으로 전환합니다.
요약 표:
| 특징 | 연탄 성형에서의 역할 | 품질에 미치는 영향 |
|---|---|---|
| 압력 적용 | 느슨한 바이오차 및 바인더 압축 | 에너지 밀도 및 기계적 상호 잠금 증가 |
| 바인더 활성화 | 입자 간 물리적 연결 강제 | 구조적 무결성 보장 및 부스러짐 방지 |
| 다공성 제어 | 피스톤 변위 조절 | 연소 공기 흐름과 물리적 강도 균형 |
| 압축 | 내부 기공/공극 제거 | 취급 및 운송을 위한 '녹색 강도' 향상 |
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참고문헌
- Mersha A. Fetene, Dessye B. Tikuneh. Evaluation and Modeling the Effect of Clay Soil Binding Ratio and Compaction Pressure Level on the Thermal Properties of Carbonized Rice Husk Briquetting Charcoal. DOI: 10.11648/j.jenr.20251402.14
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