生物质热风炉炭化燃料燃烧特性及配风技术研究

发布时间：2017-07-15 12:16

  本文关键词：生物质热风炉炭化燃料燃烧特性及配风技术研究

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【摘要】：在“十二五”及“十三五”规划中,工业锅炉的比重很大,其节能成果深受重视,为环境的清洁性,将原有的燃煤热风炉改造成燃用生物质燃料的热风炉。生物质具有储藏难、难以运输、熔点低、发热值低等缺点,而低温热解炭化作为一种重要的方式,能够克服这些难题,使生物质的能量密度及储存特性有效提高。此外,配风方式也对燃料的燃烧起到至关重要的作用,合理的配风方式决定了不同炉排长度位置与燃烧反应所需氧气的多少,对床层燃烧进程起到关键性作用。本文受江苏丹阳中威新能源科技有限公司委托,配合江苏泰州锦鸡染料有限公司将燃煤热风炉改造成燃用棕榈丝等生物质的热风炉。针对当地生物质燃料,研究其燃烧特性,并对配风方式进行模拟研究。首先对棕榈丝、稻草、棉秆三种生物质原料进行工业分析和元素分析,并与煤的参数进行对比,然后进行炭化处理,得到炭化样品,分析三种生物质的炭得率及能源得率,并测量对应的发热值;其次对三种生物质炭成品进行工业分析、元素分析,并测量不同炭化温度下的棕榈丝的灰熔点,此外进行热重分析试验,对比棕榈丝、稻草原料及不同炭化温度下棕榈丝炭的燃烧特性,利用Coats-Redfern积分的方法对之前的实验数据进行求解燃烧反应动力学参数;最后建立热风炉炉膛三维物理模型,对其内部的烟气流动与传热过程进行仿真计算,研究四种一次风配风方式对其的影响,利用模拟后得到的流线图和速度云图分析得出推迟配风方较佳,此外,对二次风入口风速大小及二次风入口数量对热风炉炉膛内烟气流动的影响进行研究。本文所得结论,完善了生物质的燃烧特性方向的研究,同时为燃用生物质热风炉的改进提供一定的理论基础,对生物知能源的发展具有重要的意义。
【关键词】：生物质 热风炉 炭化燃料 燃烧特性 配风方式
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK229
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景10-11
• 1.2 课题研究目的及意义11-12
• 1.3 生物质及锅炉配风国内外研究现状12-14
• 1.3.1 国外研究现状12-13
• 1.3.2 国内研究现状13-14
• 1.4 课题来源及主要研究内容14-16
• 第2章 生物质原料炭化实验16-27
• 2.1 生物质炭化机理16
• 2.2 炭化实验设备16-18
• 2.2.1 摇摆式高速粉碎机16-17
• 2.2.2 电子分析天平17-18
• 2.2.3 箱式电阻炉18
• 2.3 生物质原料工业分析和元素分析18-19
• 2.4 生物质炭制取方法19-20
• 2.5 炭得率结果分析20-23
• 2.6 生物质及其生物质炭发热值分析23-24
• 2.7 能源得率结果分析24-25
• 2.8 本章小结25-27
• 第3章 生物质及炭化后燃烧特性分析27-50
• 3.1 生物质及其生物质炭的成分研究27-32
• 3.1.1 生物质及其生物质炭的工业分析27-30
• 3.1.2 生物质及其生物质炭的元素分析30-32
• 3.2 棕榈丝及其炭成品灰熔点32-34
• 3.2.1 灰熔点测试仪器及其方法32-33
• 3.2.2 棕榈丝及其炭成品灰熔点33-34
• 3.3 热重分析试验34-36
• 3.3.1 热重分析仪34-35
• 3.3.2 实验条件35
• 3.3.3 实验数据处理方法35-36
• 3.4 热重实验数据处理36-44
• 3.4.1 稻草原料与棕榈丝原料热重曲线36-38
• 3.4.2 棕榈丝及其生物质炭热重曲线38-43
• 3.4.3 红外光谱分析仪分析图43-44
• 3.5 燃烧反应动力学分析44-48
• 3.5.1 求解燃烧反应动力学参数方法44-45
• 3.5.2 反应动力学参数45-48
• 3.6 本章小结48-50
• 第4章 配风方式对生物质热风炉影响的数值模拟50-68
• 4.1 物理模型及网格划分50-52
• 4.1.1 物理模型50-51
• 4.1.2 网格划分51-52
• 4.2 数学模型及求解条件52-55
• 4.2.1 数学模型52-54
• 4.2.2 基本假设及边界条件54-55
• 4.3 配风方式模拟研究55-67
• 4.3.1 方案的选取56-57
• 4.3.2 一次风配风方式模拟研究57-63
• 4.3.3 二次风速度大小模拟研究63-65
• 4.3.4 二次风入口数量模拟研究65-67
• 4.4 本章小结67-68
• 结论68-70
• 参考文献70-74
• 攻读硕士学位期间发表论文及专利74-75
• 致谢75

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本文编号：543819