生物质粉末化气力输送及燃烧实验研究

论文摘要

随着化石能源的日益枯竭和环境污染的日趋严重,开发洁净可再生能源已成了紧迫的课题。生物质能源作为可储存和运输的可再生能源,其高效转化和洁净利用日益受到全世界的重视。将生物质破碎为微米级粉末进行直接燃烧,既便于存储运输,又能提高燃烧效率及燃烧温度,可扩大应用于电力、冶金、陶瓷等行业作为替代能源。生物质锯末加热升温时依次经历脱水、气化、燃烧三个主要过程。升温初期主要是内部失水,需要大量吸热,比热容随温度增加而增大;气化开始后,随着物质气化量的增加,比热容逐渐降低,因为气态物质的比热值要小于固态物质,吸热速率变缓。本文设计了一种用于生物质粉末的气力输送装置。生物质粉末粒径小、比重小、粘度较大,在下落过程中,会受空气压力而变得紧密,并且与管壁摩擦产生一定的粘滞力,影响输送的连续稳定性。该装置采用正压密相输送,在罐顶增加充压管通入流化室,同时流化室贴壁处装充气管通入粉体,两处均利用压力空气吹散团聚及粘滞的粉末,管路弯头处设计引射管产生负压促进粉末从流化室卷吸至水平输送管,由此保证输送的稳定和连续性。实验表明该装置可应用于工业高压密相气力输送系统中。另外,本文优化设计了专用于生物质粉末燃料的蓄热式旋流燃烧器,该燃烧器采用切向进料,通入二次旋流风和直流风助燃。本文采用了三种生物质粉末样品进行了燃烧实验,试验证明采用该套气力输送装置,生物质粉末燃烧状况良好。故综上所述,采用合适的气力输送装置、燃烧装置,生物质粉末化燃料具有一定的工业应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 开发生物质能源的目的和意义
• 1.2 生物质能源的利用现状
• 1.3 我国生物质能源发展状况
• 1.4 本文的主要研究内容和目标
• 2 生物质粉末燃料的物性研究
• 2.1 生物质粉末燃料的物性研究的意义
• 2.2 影响固体燃料燃烧的主要物理因素
• 2.3 生物质粉末的元素及热值分析
• 2.4 比热容及吸热量测试
• 2.5 密度的测量
• 3 固体粉末的气力输送
• 3.1 气固两相流的基本性质
• 3.2 气力输送系统分类
• 3.3 常用气力输送系统
• 3.4 气力输送送料机构
• 3.5 输送管道的磨损及减少磨损的措施
• 3.6 生物质粉末燃料的气力输送
• 4 生物质粉末燃料的气力输送实验
• 4.1 实验目的
• 4.2 实验方法
• 4.3 实验结果及分析
• 4.4 结论
• 5 生物质粉末燃料燃烧实验
• 5.1 燃烧设备的基本要求
• 5.2 生物质粉末燃烧器的设计
• 5.3 燃烧实验的目的
• 5.4 实验台架的设计
• 5.5 实验方法及步骤
• 5.6 实验结果及分析
• 5.7 生物质粉末燃烧特性
• 6 结论及展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献