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研究生:張志誠
研究生(外文):ChinCheng Chang
論文名稱:垃圾衍生燃料(RDF-5)成形性研究
論文名稱(外文):The Research on Formability of Refuse Derived Fuel (RDF-5)
指導教授:洪景華
指導教授(外文):ChingHua Hung
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:機械工程系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:82
中文關鍵詞:垃圾衍生燃料成形木屑稻草廢紙箱
外文關鍵詞:RDFformabilitysaw duststrawwaste carton
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RDF-5是將垃圾中之可燃物經破碎、乾燥、分選、成形等程序製成棒狀之燃料。不但能達到處理垃圾的目的,也可增加資源回收再利用的效益。
本研究先從文獻與專利蒐尋著手,再透過連體材料與多孔性材料的模擬分析,對模具參數與擠製時之壓力作一探討。而後先利用木屑作為簡化的材料進行實驗,在實驗時簡化成形模具為單一模口。在對不同含水率之木屑與不同半模角與擠製比之模具進行實驗後發現,含水率對於成形時有極大的影響。而模具的改變對於成形於否較無關係,而較大之擠製比與半模角所需之成形壓力較大。此外也以稻草桿、廢塑料及廢紙相等代表性之垃圾材料進行成形實驗,實驗結果與木屑成形實驗有類似之趨勢。
RDF-5 is a fuel product recovered from combustible wastes. The producing processes of RDF-5 includes crushing, drying, separating and forming. This kind of product not only can solve the problem of municipal solid wastes but also have great advantage in recycling.
This research focuses on the formability of RDF-5. After literatures survey, simplified material models such as continuum material and porous material were extruded numerically by FEM to obtain the basic relationships between extrusion pressure and extrusion parameters. On the bases of these relationships, extrusion experiments were conducted on wood saw dust and moisture contents of saw dust, extrusion ratios and half die angles were taken as controlled parameters to explore the formability of RDF-like saw dust. According to the results of experiments, the moisture content of saw dust was found to be the most significant effect on the formation of sound and solid extrusion product, while other extrusion parameters show inrelevant effect. Similar to results of metal extrusion, large extrusion ratio and higher half die angle require large forming pressure. Finally, straw, waste plastics and waste carton, which are typical ingredients in the RDF, were also extruded in the same experiment procedures to explore their formabilities. Similar results as those obtained from dust saw experiment were obtained.
目錄
中文摘要……………………………………………………………………i
英文摘要……………………………………………………………………ii
誌謝…………………………………………………………………………iii
目錄…………………………………………………………………………iv
表目錄………………………………………………………………………vi
圖目錄………………………………………………………………………vii
第一章 序論………………………………………………………………1
1-1 前言………………………………………………………………1
1-2 RDF簡介…………………………………………………………1
1-3 RDF-5製程介紹…………………………………………………3
1-4 專利與文獻蒐尋………………………………………………3
1-5 研究動機………………………………………………………4
1-6 研究方法………………………………………………………4
1-7 論文大綱………………………………………………………5
第二章 實驗材料簡化之模擬分析………………………………………11
2-1 有限元素分析軟體DEFFORM簡介………………………………11
2-2 模型的建立與分析……………………………………………11
2-3 模擬結果與討論………………………………………………12
第三章 木屑擠製實驗……………………………………………………8
3-1 單層缸體設計理論……………………………………………20
3-2 實驗設備之設計與製作………………………………………21
3-3 實驗設備之測試………………………………………………22
3-4 實驗設備之改進………………………………………………23
3-5 實驗參數的選擇………………………………………………24
3-6 實驗程序………………………………………………………24
3-7 實驗結果討論…………………………………………………25
第四章 廢棄物之擠製實驗………………………………………………42
4-1 實驗材料的選擇………………………………………………42
4-2 實驗材料的準備………………………………………………42
4-3 實驗參數的選擇………………………………………………43
4-4 實驗程序………………………………………………………43
4-5 實驗結果討論…………………………………………………43
第五章 結論與未來展望………………………………………………66
5-1 結論……………………………………………………………66
5-2 未來展望………………………………………………………67
參考文獻……………………………………………………………………69
附錄一 專利分析摘要表……………………………………………………70
附錄二 含水率測定實驗……………………………………………………79
表目錄
表1.1 RDF分類表……………………………………………………………6
表3.1 實驗因子操作範圍…………………………………………………28
表4.1 實驗因子操作範圍…………………………………………………46
表4.2 稻草桿密度測量結果………………………………………………47
表4.3 廢塑料密度測量結果………………………………………………48
表4.4 廢紙箱密度測量結果………………………………………………49
圖目錄
圖1.1 RDF-5示範廠處理流程圖……………………………………………7
圖1.2 雙軸破碎機……………………………………………………………7
圖1.3 旋轉乾燥器……………………………………………………………8
圖1.4 篩式成形機……………………………………………………………8
圖1.5 一般家庭垃圾所生產之RDF-5成品…………………………………9
圖1.6 單軸螺旋壓縮成型機…………………………………………………9
圖1.7 模型簡化圖……………………………………………………………10
圖2.1 二維軸對稱模型……………………………………………………13
圖2.2 連體材料擠製壓力與行程圖(相同半模角)……………………14
圖2.3 連體材料擠製壓力與行程圖(相同摩擦力)……………………15
圖2.4 多孔性材料擠製壓力與行程圖(相同半模角)…………………16
圖2.5 多孔性材料擠製壓力與行程圖(相同摩擦力)…………………17
圖2.6 多孔性材料體積變化與行程圖(相同半模角)…………………18
圖2.7 孔性材料體積變化與行程圖(相同摩擦力)……………………19
圖3.1 100噸油壓壓床(SEYI SDP-100) …………………………………29
圖3.2 盛錠筒………………………………………………………………29
圖3.3 擠桿…………………………………………………………………30
圖3.4 模具…………………………………………………………………30
圖3.5 實驗設備剖面圖……………………………………………………31
圖3.6 實驗設備組合照片…………………………………………………31
圖3.7 塑性變形的擠桿……………………………………………………32
圖3.8 改良後之擠桿………………………………………………………32
圖3.9 改良後實驗設備組合照片…………………………………………33
圖3.10 過濾後之木屑原料…………………………………………………33
圖3.11 含水率18.36%之木屑擠製成品…………………………………35
圖3.12 含水率37.08%之木屑擠製成品…………………………………37
圖3.13 含水率18.36%之木屑在不同半模角下壓力曲線圖……………38
圖3.14 含水率37.08%之木屑在不同半模角下壓力曲線圖……………39
圖3.15 含水率18.36%之木屑在不同擠製比下壓力曲線圖……………40
圖3.16 含水率37.08%之木屑不同半模角下壓力曲線圖………………41
圖4.1 稻草桿原料…………………………………………………………50
圖4.2 廢塑料原料…………………………………………………………50
圖4.3 廢紙箱原料…………………………………………………………50
圖4.4 稻草桿之擠製成品…………………………………………………52
圖4.5 稻草桿在相同擠製比下壓力與行程圖……………………………53
圖4.6 稻草桿在相同半模角壓力與行程圖………………………………54
圖4.7 稻草桿平均最大壓力與模具參數圖………………………………55
圖4.8 廢塑料成品…………………………………………………………57
圖4.9 廢塑料在相同擠製比下壓力與行程圖……………………………58
圖4.10 廢塑料在相同半模角下壓力與行程圖……………………………59
圖4.11 廢塑料平均最大壓力模具參數圖…………………………………60
圖4.12 廢紙箱成品…………………………………………………………62
圖4.13 廢紙箱相同擠製比下壓力與行程圖………………………………63
圖4.14 廢紙箱在相同半模角下壓力與行程圖……………………………64
圖4.15 廢紙箱平均最大壓力與模具參數圖………………………………65
參考文獻
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