毛竹热风干燥特性及动力学研究

发布时间：2020-05-15 15:50

【摘要】：毛竹利用率较低,废弃物产量巨大,且初始含水率较高,极大的限制毛竹废弃物综合利用,故对毛竹废弃物干燥研究尤为重要。本文研究了毛竹废弃物干燥特性及动力学,对优化干燥工艺和干燥设备的改进具有指导意义。基于热重分析毛竹废弃物(初始含水率为41.82%)等温干燥特性及动力学,探究了干燥温度对干燥特性的影响,发现提高干燥温度,可提高毛竹废弃物的干燥速率。对所得到的实验数据进行动力学分析,通过对水分比MR与时间t之间进行非线性回归拟合,基于确定系数(R~2)、均方根(RMSE)和卡方(?~2)分析,Midilli and Kucuk可以很好的描述毛竹等温干燥过程中的水分迁移规律,并通过对lnMR与t进行拟合,得到D_(eff),其值在2.9007~3.8744?10~(-10)范围内变化,活化能(E_a)为22.54kJ/mol。基于热重分析的毛竹废弃物非等温干燥特性研究,探讨不同含水率的物料和在不同升温速率下对干燥过程的影响。含水率越高,升温速率越低,所需干燥时间越久。对MR与四种非等温干燥模型进行非线性回归分析,综合分析评价参数可得,Henderson模型可以很好地描述毛竹废弃物内部水分迁移规律,其R~2均高于0.9990。E_a均在24.3524 kJ/mol~31.7496 kJ/mol之间变化。利用非等温法求得有效水分扩散系数,在升温速率为5、10、15 K/min时非等温的计算结果包含于第二章的计算结果。这说明非等温法具有可行性和稳定性。在自行搭建流化床热风干燥装置上,对毛竹废弃物干燥特性进行了深入研究,分析了热风温度、热风风速、床层厚度及初始含水率对干燥特性的影响;温度越高,干燥速率越大;初始含水率越高,干燥速率越小;床层厚度越厚,干燥速率越小。并将试验数据与Midilii and Kucuk、Page、Loganthmic、Henderson and Pabis四个等温模型进行了回归分析,得出Midilli and Kucuk模型拟合效果最好,综合评价参数R~2均高于0.9930,同基于热重分析的等温干燥动力学结果一致,对未来大规模工业应用具有指导意义。
【图文】：

图 4.1 流化床热风干燥试验装置Fig 4.1 Fluidized bed hot air drying test device1.送风机 2.流量调节阀 3.空气流量计 4.电加热管 5.U 型压差计 6.布料口 8.干燥室 9.加料口 10.卸渣阀 11.旋风分离器
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X72

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