生物质秸秆颗粒气流干燥的试验研究

论文摘要

燃烧生物质秸秆相对于燃煤具有低污染性,二氧化碳近似等于零排放等特点,可有效地减轻温室效应,对缓解我国能源的紧缺状况、改善能源结构具有十分重要的意义。刚收获的生物质秸秆燃料水分较大在层燃锅炉直接燃烧时难于着火和稳燃,而采用炉排上部喷入一定比例已磨碎的较干燥的生物质燃料颗粒,可有效解决这些问题。要实现水分较高生物质秸秆大规模的层状燃烧利用,对部分已粉碎的生物质秸秆颗粒(粉碎后多呈颗粒状)进行有效的干燥研究具有现实意义。本课题针对常用秸秆(玉米秸秆、水稻秸秆等)的理化特性,进行大量的试验研究,通过单因素试验分析了初始含水量、热空气温度、进料量以及风速等因素对干燥效果的影响,探求秸秆颗粒干燥的规律;通过进行组合因素试验,探求各干燥因素对干燥速率的影响程度不同,以便总结最优干燥条件。试验结果表明:随着管长的变化,物料中的含水量降低,而且在管路前半段干燥速率较快,后半段干燥速率趋向缓和;各干燥因素对干燥速率的影响程度影响次序为:热风温度>进料量>风量>物料初始含水量;对能耗的影响次序为:进料量>热风温度>风量>物料初始含水量。根据气固两相流理论,通过分析生物质燃料颗粒干燥过程的特点,建立了其在水平直管内气流干燥过程中传热传质数学模型,采用数值方法对模型进行了求解。通过试验验证,所建立的数学模型能够较好地模拟及预测整个干燥过程传热传质状况。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 生物质能源概述
• 1.1.1 生物质能源定义与范畴
• 1.1.2 生物质能资源条件
• 1.2 发展生物质能的意义
• 1.2.1 保障能源安全
• 1.2.2 环境保护和资源可再生利用
• 1.2.3 利用生物质能对中国农村更具特殊意义
• 1.3 干燥的研究现状
• 1.3.1 干燥技术的研究现状
• 1.3.2 干燥理论的研究现状
• 1.4 课题提出的背景和研究内容
• 1.4.1 课题提出的背景
• 1.4.2 课题研究内容
• 第2章 秸秆干燥特性试验
• 2.1 气流干燥
• 2.2 干燥过程的物料衡算和热量衡算
• 2.2.1 物料衡算
• 2.2.2 热量衡算
• 2.3 试验装置与方法
• 2.4 试验步骤
• 2.5 参数测量
• 2.5.1 温度的测量
• 2.5.2 风速的测量
• 2.5.3 含水量的测量
• 2.6 单因素实验
• 2.7 正交实验研究
• 2.7.1 因素水平的确定及试验安排
• 2.7.2 指标确定
• 2.8 本章小结
• 第3章 试验结果与数据分析
• 3.1 单因素试验分析
• 3.1.1 初始含水量对干燥的影响
• 3.1.2 空气温度对干燥的影响
• 3.1.3 进料量对干燥的影响
• 3.1.4 风速对干燥的影响
• 3.2 正交试验结果与讨论
• 3.2.1 干燥因素对干燥速率的影响
• 3.2.2 干燥因素对能耗的影响
• 3.3 气流干燥传热传质物理过程分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 气流干燥模型及计算
• 4.1 模型建立
• 4.1.1 模型假设
• 4.1.2 直管气流干燥模型的基本方程
• 4.2 模型参数与物性参数
• 4.2.1 模型参数
• 4.2.2 物性参数
• 4.2.3 模型的求解方法
• 4.2.4 模型求解
• 4.3 模拟值与试验值比较
• 4.4 本章小结
• 结论
• 结论
• 研究展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢