秸秆阴燃实验台的改进和实验

论文摘要

农作物秸秆是我国许多农村地区的主要能源,阴燃是一种传统的取暖方式。本研究在以往工作的基础上进一步实验探索玉米秸、麦秸阴燃过程特性。这些研究对于基于传统方式开发秸杆能源利用新技术,具有十分重要的意义。针对现有阴燃实验装置和实验方案存在的问题对阴燃炉烟道、烟腔、秸杆在炉中的堆积方式和数据采集软件进行了改进,减少了环境因素对阴燃过程的影响。实验检测了玉米秸杆密度（单株玉米秸质量/玉米秸体积）和多种作物秸杆成分。结果表明:（1）由于玉米秸自然干燥后内部存在大量孔隙,秸杆密度仅为170 kg/m3,小于木材密度（400-700 kg/m3）,甚至小于秸杆粉的密度（200-300 kg/m3）。这表明用机械方式压缩干秸杆以减少储存体积较为困难。（2）尽管不同秸杆元素含量相差不大,化学成分却有一定的差别,且和元素组成没有显著联系。对有序纵向、横向排列,且堆积密度为50 kg/m3的玉米秸、麦秸进行了多次重复实验,结果表明:（1）有序堆积的玉米秸、麦秸阴燃床层收缩率和堆积密度间的关系分别为sh=1-ρ×0.5869%和sh=1-ρ×0.4366%。且主要沿长度和高度方向收缩。（2）表面是否覆盖灰对于秸杆阴燃失重速率和气体成分有显著影响。（3）相同堆积密度下麦秸阴燃失重速率显著大于玉米秸。（4）阴燃传播过程随机性仍然较大,这说明仅以堆积密度和堆积方式很难较精确控制阴燃过程。在此基础上,提出秸杆阴燃技术进一步探索途径,即将秸杆粉阴燃和低热值气体超焓燃烧相结合,解决目前阴燃传播过程难以控制和气体产物污染问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.1.1 阴燃的概念
• 1.1.2 阴燃在传统取暖中的应用
• 1.1.3 目前城郊农村秸杆处理方面存在的问题
• 1.1.4 本研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状及分析
• 1.2.1 国外对于阴燃的研究
• 1.2.2 国内对于阴燃的研究
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 秸杆阴燃实验以前存在的问题和解决方案
• 2.1 现有阴燃实验设备装置简介
• 2.1.1 炉体部分
• 2.1.2 数据采集部分
• 2.2 硬件方面存在的问题及改进
• 2.2.1 硬件方面的改进
• 2.2.2 软件方面存在的问题
• 2.2.3 软件方面的改进
• 2.3 实验物料方面
• 2.4 本章小结
• 第三章 实验物料及特性
• 3.1 物料的收集
• 3.1.1 实验物料的选取
• 3.1.2 实验物料的收集
• 3.2 玉米秸杆密度的检测
• 3.2.1 玉米秸杆密度测量实验
• 3.2.2 秸秆体积检测方法
• 3.2.3 玉米秸风化后的密度计算
• 3.2.4 结论和讨论
• 3.3 常见农作物成分检测
• 3.4 本章小结
• 第四章 秸杆有序阴燃实验结果和分析
• 4.1 实验目的和方案
• 4.1.1 实验目的
• 4.1.2 实验方案
• 4.2 实验操作过程和注意事项
• 4.2.1 实验过程
• 4.2.2 注意事项
• 4.3 实验结果与分析
• 4.3.1 秸秆阴燃实验普遍现象
• 4.3.2 床层收缩率
• 4.3.3 麦秸有序堆积和无序堆积阴燃实验的对比
• 4.3.4 麦秸有序堆积盖灰和不盖灰阴燃实验的对比
• 4.3.5 麦秸纵向有序堆积实验和麦秸横向有序堆积阴燃实验的对比
• 4.3.6 麦秸纵向有序堆积重复实验
• 4.3.7 麦秸横向堆积五次重复实验比较
• 4.3.8 玉米秸有序堆积和无序堆积阴燃实验的对比
• 4.3.9 玉米秸纵向有序堆积实验和玉米秸横向有序堆积实验的对比
• 4.3.10 麦秸有序堆积实验和玉米秸有序堆积实验的对比
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论和下一步工作建议
• 5.1 主要结论
• 5.2 进一步工作建议
• 致谢
• 主要参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 附录 1:数据采集主程序