近年來,能源和環(huán)保問題成為制約世界各國發(fā)展的主要瓶頸。生物質能作為唯一可儲存和運輸的可再生能源,在人類未來的能源系統(tǒng)中將占有相當重要的地位。生物質顆粒燃料,不僅具有揮發(fā)分高、著火易、燃燒性能好、有害煙氣低和排渣少等優(yōu)良的熱工及環(huán)保性能,而且能有效解決我國農村和城鎮(zhèn)生產生活用能問題。 但當前我國對生物質顆粒燃料的研究還不夠深入,在實際運行中,存在著玉米秸稈單質顆粒的結渣問題和木屑單質顆粒的價格問題等,這些都制約了生物質能的開發(fā)和利用。 為了解決上述問題,本文以玉米秸稈、木屑和稻殼為研究對象,通過結渣特性分析,分別獲得了玉米秸稈與稻殼、木屑與稻殼的混合配比方案;利用正交化設計方法,討論了混合顆粒的成型因素(即成型壓力和成型溫度)對成型指標(即成型密度和成型效果)的影響;對不同成型條件下的混合顆粒進行了熱重分析,繪制出熱重失重率(TG)和微商熱重(DTG)曲線,分別獲得了相關的熱解特性參數和動力學參數。最終結論如下:混合顆粒與單質顆粒的燃燒特性基本一致;適當加入稻殼,可提高混合顆粒燃料的灰熔點,改善其結渣特性,且能解決實際燃燒過程的結渣問題。成型壓力和升溫速率提高,均可加快燃燒反應速度,延遲著火溫度,而成型壓力增大也使揮發(fā)分的燃燒特性更加明顯;成型溫度升高,使著火溫度延遲,但反應速度減慢;稻殼含量減小,著火溫度提前,加快反應速度。 以上試驗研究和結論對設計生物質顆粒燃料成型機具有實用價值,對燃燒設備的設計也具有指導意義。
【學位單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2010
【中圖分類】：TK6
【文章目錄】：
內容提要
符號說明
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 生物質能發(fā)展概況
        1.2.1 生物質能利用現(xiàn)狀
        1.2.2 生物質致密成型技術簡介
            1.2.2.1 致密成型技術分類
            1.2.2.2 熱壓成型原理
            1.2.2.3 致密成型技術發(fā)展概況
        1.2.3 生物質成型燃料優(yōu)勢
            1.2.3.1 替代煤炭且著火性能好
            1.2.3.2 清潔燃燒且排放污染少
            1.2.3.3 資源豐富且價格優(yōu)勢強
            1.2.3.4 工藝配套且生產設備全
    1.3 發(fā)展生物質成型燃料面臨的困難
        1.3.1 資源特點限制
        1.3.2 燃燒的積灰結渣和腐蝕性
        1.3.3 成型燃料的抗水性
        1.3.4 成型設備運行問題
    1.4 發(fā)展生物質成型燃料的可行性
    1.5 本文主要研究內容
        1.5.1 混合顆粒燃料的結渣特性
        1.5.2 混合顆粒燃料的熱壓成型試驗
        1.5.3 混合顆粒燃料的燃燒特性
        1.5.4 混合顆粒燃料的燃燒反應動力學
第2章 混合顆粒燃料的結渣特性研究
    2.1 引言
    2.2 燃料的積灰結渣機理分析
    2.3 試驗設備
        2.3.1 A1518P 型智能型溫控儀
        2.3.2 交直流兩用調速鼓風機
        2.3.3 SDAF2000d 灰熔融性自動測試儀
    2.4 試驗步驟
        2.4.1 灰分制備
        2.4.2 積灰結渣試驗
    2.5 試驗結果及分析
        2.5.1 灰分制備結果分析
        2.5.2 用灰熔融特征溫度評價
        2.5.3 用灰熔難易程度評價
        2.5.4 用焦渣特征評價
    2.6 本章小結
第3章 熱壓成型試驗的正交化設計
    3.1 引言
    3.2 試驗設計目的
    3.3 試驗設計方法選擇及簡介
    3.4 試驗設計方案
        3.4.1 試驗指標
        3.4.2 試驗設備
        3.4.3 選定試驗因素
            3.4.3.1 選取試驗原料
            3.4.3.2 試驗原料特性
            3.4.3.3 混合配比結果
            3.4.3.4 確定試驗因素
        3.4.4 選取組合設計
        3.4.5 試驗設計正交化處理
        3.4.6 試驗因素變動范圍
        3.4.7 水平間隔和因素編碼
        3.4.8 計算格式表及分析
        3.4.9 顯著性檢驗
        3.4.10 試驗回歸方程的獲取
    3.5 試驗優(yōu)化方案
        3.5.1 試驗指標量化分級
        3.5.2 試驗優(yōu)化方案的制定
        3.5.3 回歸方程檢驗
    3.6 本章小結
第4章 混合顆粒的熱壓成型試驗研究
    4.1 引言
    4.2 混合顆粒燃料的物理品質
    4.3 熱壓成型試驗
        4.3.1 成型設備簡介
        4.3.2 混合顆粒燃料成型過程
        4.3.3 成型工藝流程及方法步驟
            4.3.3.1 成型工藝流程
            4.3.3.2 試驗前處理
            4.3.3.3 試驗環(huán)境
            4.3.3.4 試驗內容及測試方法
    4.4 試驗及結果分析
        4.4.1 試驗設計
        4.4.2 相同成型溫度在不同成型壓力下混合成型試驗
        4.4.3 相同成型壓力在不同成型溫度下混合成型試驗
        4.4.4 混合成型因素的正交化設計試驗
            4.4.4.1 試驗內容
            4.4.4.2 回歸方程檢驗分析
    4.5 本章小結
第5章 混合顆粒燃料的燃燒特性研究
    5.1 引言
    5.2 試驗方法
        5.2.1 熱重法
        5.2.2 熱重曲線及信息
        5.2.3 影響TG 曲線的因素
    5.3 試驗部分
        5.3.1 試驗設備
            5.3.1.1 加熱式液壓成型機
            5.3.1.2 熱重試驗臺
        5.3.2 試驗試樣
            5.3.2.1 試樣的優(yōu)化方案
            5.3.2.2 試樣的選取
        5.3.3 試驗步驟
        5.3.4 試驗編號
    5.4 試驗結果及分析
        5.4.1 試驗參數及設備精度
        5.4.2 試驗分析
            5.4.2.1 TG 和DTG 曲線
            5.4.2.2 混合顆粒燃燒特征參數
            5.4.2.3 試驗特征參數影響分析
        5.4.3 混合顆粒燃料的燃燒特性
            5.4.3.1 混合顆粒燃料的燃燒過程
            5.4.3.2 生物質混合、單質顆粒燃料與型煤的對比
    5.5 本章小結
第6章 混合顆粒的燃燒反應動力學研究
    6.1 引言
    6.2 燃燒反應動力學
    6.3 燃燒反應動力學模型的建立
    6.4 燃燒動力學模型參數解析
        6.4.1 反應速度常數
        6.4.2 活化能E
    6.5 燃燒動力學模型參數的確定
        6.5.1 參數求解的方法
        6.5.2 回歸曲線的求解
        6.5.3 燃燒反應動力學參數
    6.6 動力學參數數據分析
        6.6.1 溫度范圍對比
        6.6.2 燃燒兩階段比較
        6.6.3 不同試驗條件比較
    6.7 本章小結
第7章 總結與展望
    7.1 總結
    7.2 展望
參考文獻
附錄一 與論文相關表格
附錄二 與論文相關圖示
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文及取得的科研成果
致謝
摘要
ABSTRACT
導師與作者簡介

【引證文獻】

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3 唐菊;秸稈類生物質灰熔特性實驗研究[D];吉林大學;2013年

本文編號：2831935