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间接加热生物质炭化炉炭化工艺参数研究
发布日期：2015-10-20 | 发布者: | 阅读：人次| 文章来源：http://www.yhhxtsb.com
能源问题的日益严峻,生物质能源作为一种可再生能源越 来越受到人们的重视。
本文针对广大农村地区所产生的大量生物质原料,包括各种农作物秸秆、林业废弃物等,针对现阶段生物质炭化炉普遍存在的移动困难且设备 昂贵不适宜农村使用的特点,结合农作物秸秆的特点,以降低设备成本且操作简便为目的,研制设计了烟气回用生物质炭化炉,在节省能源的同时实现了生物质材料 的就地处理,就地利用,降低了生物质原料的处理成本和运输成本。
论文的主要工作包括以下几个部分：
1)完成了生物质炭化炉的设计和加工。通过对国内外炭化 技术和炭化设备的了解和分析结合生物质燃烧过程中理论数据的相关计算,确定了生物质炭化炉的技术参数,设计了可移动式烟气回用生物质炭化炉,在传统生物质 炭化炉的基础上实现了可移动和烟气的二次燃烧。后进行了设备的加工。
2)通过对生物质炭化炉试验研究,得出生物质炭化炉一次进风口开度面积对生物质炭化 炉的性能具有显著的影响,一次进风口开度面积对升温速率、炭化温度和炭化率等都有影响,且得出了佳的一次进风口开度面积为5000mm2,一次进风口开 度面积过小会出现生物质原料和回用烟气的不充分燃烧现象,但一次进风口开度面积过大时,会降低燃烧室内的温度。从而降低热效率。
3)炭化时间是影响炭化率 的主要因素之一,炭化时间过短会出现不完全炭化现象,此时炭化室内生物质原料还在相互作用,处在精炼和炭化阶段,但炭化时间过长对生物质炭化作用不大,会 增大人力物力和造成效率的降低,由单因素试验和正交试验得出佳炭化时间12h,此时间比传统的炭化炉节省了一般时间以上。
4)炭化室内原料与燃烧室内原 料质量比是影响生物质炭化炉热性能的重要因素之一。燃烧的生物质原料过少时,所提供的热量无法实现炭化室内生物质原料的完全炭化,但燃烧原料过多时,会 造成资源的严重浪费,且会造成炭化室内生物质原料的过炭化现象,在保证炭化率的情况下,不宜加大燃烧原料的值,本文通过对自制生物质炭化炉进行单因素试验 和正交试验的分析设计,确定了佳的质量,当炭化室内原料与燃烧室内原料质量比为7：1时,能出现佳炭化效果。
5)采用Ansys软件对生物质炭化炉内 部的温度场进行了模拟和分析,找出了炭化炉的温度分布趋势和死角。为后续的改进和设计提供了理论依据。分析发现,靠近通风口处的温度偏低,且加散热片有利 于生物质炭化炉内温度的均匀分布。
6)针对试验研究和有限元仿真,进行了整机的制作和试验研究,得出了佳的操作工艺参数。为实际操作提供了理论依据。
本文针对广大农村地区所产生的大量生物质原料,包括各种农作物秸秆、林业废弃物等,针对现阶段生物质炭化炉普遍存在的移动困难且设备 昂贵不适宜农村使用的特点,结合农作物秸秆的特点,以降低设备成本且操作简便为目的,研制设计了烟气回用生物质炭化炉,在节省能源的同时实现了生物质材料 的就地处理,就地利用,降低了生物质原料的处理成本和运输成本。
论文的主要工作包括以下几个部分：
1)完成了生物质炭化炉的设计和加工。通过对国内外炭化 技术和炭化设备的了解和分析结合生物质燃烧过程中理论数据的相关计算,确定了生物质炭化炉的技术参数,设计了可移动式烟气回用生物质炭化炉,在传统生物质 炭化炉的基础上实现了可移动和烟气的二次燃烧。后进行了设备的加工。
2)通过对生物质炭化炉试验研究,得出生物质炭化炉一次进风口开度面积对生物质炭化 炉的性能具有显著的影响,一次进风口开度面积对升温速率、炭化温度和炭化率等都有影响,且得出了佳的一次进风口开度面积为5000mm2,一次进风口开 度面积过小会出现生物质原料和回用烟气的不充分燃烧现象,但一次进风口开度面积过大时,会降低燃烧室内的温度。从而降低热效率。
3)炭化时间是影响炭化率 的主要因素之一,炭化时间过短会出现不完全炭化现象,此时炭化室内生物质原料还在相互作用,处在精炼和炭化阶段,但炭化时间过长对生物质炭化作用不大,会 增大人力物力和造成效率的降低,由单因素试验和正交试验得出佳炭化时间12h,此时间比传统的炭化炉节省了一般时间以上。
4)炭化室内原料与燃烧室内原 料质量比是影响生物质炭化炉热性能的重要因素之一。燃烧的生物质原料过少时,所提供的热量无法实现炭化室内生物质原料的完全炭化,但燃烧原料过多时,会 造成资源的严重浪费,且会造成炭化室内生物质原料的过炭化现象,在保证炭化率的情况下,不宜加大燃烧原料的值,本文通过对自制生物质炭化炉进行单因素试验 和正交试验的分析设计,确定了佳的质量,当炭化室内原料与燃烧室内原料质量比为7：1时,能出现佳炭化效果。
5)采用Ansys软件对生物质炭化炉内 部的温度场进行了模拟和分析,找出了炭化炉的温度分布趋势和死角。为后续的改进和设计提供了理论依据。分析发现,靠近通风口处的温度偏低,且加散热片有利 于生物质炭化炉内温度的均匀分布。
6)针对试验研究和有限元仿真,进行了整机的制作和试验研究,得出了佳的操作工艺参数。为实际操作提供了理论依据。
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