發(fā)布時間：2020-09-07 16:34

　　 生物質(zhì)能以其分布廣泛、可儲存、可再生和環(huán)保等優(yōu)點成為最具有代替現(xiàn)有化石能源的潛力。生物質(zhì)成型后其密度可增加4-10倍,該技術(shù)可以有效降低生物質(zhì)在儲存和運輸過程中的成本。然而高吸濕性、低能量密度和燃燒反應(yīng)迅速等限制生物質(zhì)顆粒的大規(guī)模應(yīng)用。因此,如何改善生物質(zhì)顆粒的性質(zhì)得到了廣泛的關(guān)注與研究。在目前的生物質(zhì)顆粒改善方法中,烘焙技術(shù)被認(rèn)為是一種有效和可行的方法。通過在200-300℃和氮氣氣氛下對生物質(zhì)進行熱處理使生物質(zhì)的理化性質(zhì)發(fā)生變化。本實驗以提高原料和成型顆粒品質(zhì)為突破口,通過烘焙技術(shù)對生物質(zhì)原料進行改性,并結(jié)合混合成型技術(shù)提高成型顆粒的品質(zhì)和優(yōu)化成型過程。本文以杉木和樟樹作為生物質(zhì)的研究對象,以蓖麻餅粕為油料餅粕添加劑,主要考察烘焙技術(shù)和混合成型技術(shù)對生物質(zhì)顆粒成型過程和顆粒燃料品質(zhì)的影響,并對其進行機理分析。本文主要考察生物質(zhì)物種、烘焙溫度和蓖麻添加比例等因素。本研究的主要目標(biāo)是考察顆粒成型過程中能耗、顆粒密度、顆粒吸水性、顆粒強度及燃燒性,并探究烘焙處理和混合成型對顆粒熱解行為的影響。本研究將結(jié)果主要分為以下兩個方面:(1)不同比例的蓖麻餅粕(0-25%)和不同生物質(zhì)(杉木和樟樹)進行混合成型。通過和蓖麻餅粕的混合成型可以增加生物質(zhì)顆粒密度,從而降低顆粒在生產(chǎn)、運輸和儲存過程中的成本。隨著成型過程中蓖麻餅粕添加量的增加,生物質(zhì)在成型過程中的能耗顯著降低。同時隨著蓖麻餅粕的增加,生物質(zhì)顆粒的Meyer強度和最大破碎力增大。熱重分析表示蓖麻餅粕可以增強生物質(zhì)中固定碳燃燒并降低燃燒速率。根據(jù)成型過程中能耗和顆粒性質(zhì),10-20%的蓖麻餅粕為生物質(zhì)成型過程中最優(yōu)添加量。(2)本部分研究生物質(zhì)烘焙和混合成型的協(xié)同作用。本研究將杉木和樟樹在240℃、270℃和300℃下進行烘焙處理。烘焙技術(shù)可以改善生物質(zhì)的熱值、吸水性和燃燒性,而混合成型可以改善由于烘焙作用導(dǎo)致對生物質(zhì)顆粒的不良影響,例如高能耗、低密度和低強度等。本研究表明烘焙技術(shù)和蓖麻餅粕混合成型技術(shù)的協(xié)同作用可以有效提高生物質(zhì)燃料的品質(zhì)。根據(jù)成型能耗和顆粒強度,生物質(zhì)在270℃下進行烘焙和混合15%的蓖麻餅粕為最佳條件。
【學(xué)位單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TK6
【部分圖文】：

圖 2.1 烘焙反應(yīng)和混合成型的原理流程圖本實驗中烘焙實驗是在管式爐中進行，管式爐的反應(yīng)管的直徑為100 mm、管長為1m水平放置在管式爐加熱管中。 管式爐中溫控裝置為一根k型熱電偶用來測定管壁溫度并控制升溫程序，另一根k型熱電偶用來測定管內(nèi)中心溫度并進行修正溫度。烘焙臺架如圖 2.1， 在烘焙實驗中，使用高純的氮氣作為烘焙過程中的載氣，為烘焙反應(yīng)提供所需要的惰性環(huán)境，將氮氣的流速設(shè)定為300ml/min。烘焙實驗的樣品為杉木和樟樹木屑，每次烘焙反應(yīng)的試驗樣品為20g左右，使用石英舟裝載樣品，并放置在管式爐的反應(yīng)中心。每次烘焙反應(yīng)時間為30min，反應(yīng)溫度分別為：240℃、270℃、300℃。實驗前、后對樣品及石英舟進行稱量，以確定烘焙烘焙過程中生物質(zhì)分解率及固體產(chǎn)率。經(jīng)烘焙處理后的生物質(zhì)放入干燥箱中備用。2.3.2 成型儀器如圖 2.1 所示，本實驗的成型設(shè)備為 WDW-10 電子萬能試驗機，該設(shè)備主要包括：橫梁、壓制桿、力傳感器、溫度控制器、壓槽模具、電腦等。該設(shè)備的具

19.2 顆粒成型過程中作用力與位移的關(guān)系圖，（a）擠壓作用力；（b）推出作4）顆粒強度eyer 強度定義為壓碎顆粒時，單位壓痕面積上的作用力，單位為 N式如下： 2h-hMFH D （2.3）

蓖麻餅粕的添加量對成型過程中擠壓和推出能耗的影響

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7 河南鶴壁正道重機廠董事長 于富強;生物質(zhì)新能源利用應(yīng)科學(xué)[N];中國能源報;2009年

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10 通訊員 馬康邋本報記者 高博;利用生物質(zhì)能 打造環(huán)保新村[N];科技日報;2008年

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本文編號：2813578