實驗結果對可移動式稻草固態錠型燃料製作機概念設計之

利用螺桿擠製機製作稻草燃料，比能資所製作 RDF-5 來的複雜，

但其優點可連續成型，還是一個處理稻草較好的方式，所以製作機概 念設計(附錄一)之成型設備仍選用螺桿擠製；除了螺桿，其實可考慮 擠桿和造粒機，但由於著墨不深，不了解稻草應具備的成型條件，所 以不納入概念設計。製作機稻草所依據的成型條件：

1. 長度<10mm

2. 收割後的稻草，扎成捆並立起曝曬 2~3 天(不考慮天候)，製 作機就不需乾燥設備

一份由台中區農改場龍國維先生提供的「稻殼炭製造機」資料(圖 4.3.1)，敘述台灣民國 64 年自行研發成功的稻殼炭製造機，生產稻殼 炭供民眾或工廠做替代燃料，機器甚至外銷到國外，最後因螺桿太易 磨損、瓦斯燃料逐漸普及，而停止使用該機器；加上本實驗與文獻也 都證明稻草摩擦易損傷螺桿，因此，製作機設計另需注意螺桿的強度。

表 4.1.1 多孔洞模具規格

表 4.1.2 單一孔洞模具規格 比照圖 4.1.6 編號 孔洞數(個) D

(mm) L (mm)

L/D H (mm)

d

(mm) ^{( )} θ o

無 1 40 54 1.35 85 25

(e) 2 1

50 33 0.66 102

89 15.78

表 4.2.1 實驗規劃

實驗編號 實驗內容

1 使用 9.5%含水率的稻草，與 21.64、27.24、38.48(g/40s)三個不同進料速度

進行實驗

2 溫度 220、240、260℃，各分別與 21.64、27.24、38.48、50.8(g/40s)四個不

同進料速度進行實驗，記錄以下三種數據：

i. 以上述進料速度進料 12 分鐘後，螺桿擠製機的電流(機器啟動時的 電流約 101~103A)。

ii. 模具中的稻草在開始無法被螺桿帶動旋轉時的時間與電流。

iii. 停止機器時的時間與電流；以機器嚴重冒出水氣、燃料停止旋轉不 動很久，以及像快要噴爆出，做為判定機器停止的依據。

表 4.2.2 不同成型溫度搭配不同進料速度的實驗結果 91-92A 與 87-89A，不過 後者稻草燃料外表龜裂

圖 4.1 破碎機

圖 4.1.1 螺桿擠製機

圖 4.1.2 供料螺桿

(a)低壓縮(C.R.=2.4)螺桿 (b)高壓縮(C.R.=5.6)螺桿 圖 4.1.3 螺桿

圖 4.1.4 螺桿壓縮比之定義

圖 4.1.5 模具側面圖

R=105，r=90，l=12，單位 mm，L、D、d、H、^θ(半模角)可改變

(a)

(b) (c)

(d) (e)

圖 4.1.6 多孔洞與單一孔洞模具

(a)水冷系統 (b)加熱系統 圖 4.1.7 螺桿擠製機溫度控制

(a)螺桿部分 (b)螺桿與外罩之間的空隙 圖 4.2.1 機器阻塞情形

(a)編號 5

(b)編號 6

(c)編號 8

圖 4.2.2 最初實驗之擠出成品

(a)壓縮比為 2.4 的螺桿

(b)壓縮比為 5.6 的螺桿 圖 4.2.3 螺桿表面的磨損

(a)模具未加熱

(b)模具有加熱

圖 4.2.4 由標號 9 模具所清出的稻草燃料

(a)標號 8 模具，變頻器 25% (b)標號 9 模具，變頻器 25%

(c)標號 9 模具，變頻器 70%

(d)標號 9 模具，變頻器 70%，加熱模具

(a)標號 13 模具，變頻器 50% (b) 標號 13 模具，變頻器 70%

圖 4.2.5 多孔洞模具擠出成品

(a)破碎 5 次，10~30mm 長 (b)破碎 16~20 次，<10mm 長 圖 4.2.6 稻草長度與破碎次數

(a) 10~30mm 長 (b) <10mm 長 圖 4.2.7 不同稻草長度的填充能力

圖 4.2.8 硬塊

左至右螺桿轉速依序為變頻器 50、30、20、10%

圖 4.2.9 模具加長 L 段；左為 25mm，右為 15mm

圖 4.2.10 螺桿中心軸

圖 4.2.11 連續成型之稻草固態錠型燃料

圖 4.2.12 稻草 9.5%含水率，由模具清出 左至右進料速度為 21.64、27.24、38.48(g/40s)

(a)進料速度 21.64g/40s，溫度由左至右為 220、240、260℃

(b)進料速度 27.24g/40s，溫度由左至右為 220、240、260℃

(c)進料速度 38.48g/40s，溫度由左至右為 220、240、260℃

(d)進料速度 50.8g/40s，溫度由左至右為 220、240、260℃

圖 4.2.13 不同溫度與不同進料速度的實驗結果

圖 4.3.1 稻殼炭製造機