基于稻杆阴燃的南方供暖燃池研究

发布时间：2020-04-12 22:48

【摘要】：燃池是一种利用生物质进行阴燃实现供暖的方法。为推动燃池在南方的应用,解决南方寒冷地区冬季供暖的问题,本文自主研制燃池阴燃台,基于稻杆阴燃进行南方供暖燃池研究。本研究首先通过对稻杆阴燃机理的分析以及结合稻杆的物理特性,自主研制了尺寸为600×560×300mm的燃池阴燃台。以南方水稻秸秆为燃料进行阴燃实验,探究不同含水率、长度尺寸以及不同进气口位置对稻杆燃池阴燃过程特性的影响。从自然含水率按相同的梯度选取5个含水率(实际含水率:10.0%、15.3%、19.4%、24.6%和31.4%)进行实验。实验表明:1)不同含水率的的稻杆呈现整体阴燃传播形式;2)随着含水率的增加,对稻杆阴燃内部干燥过程的影响显著,干燥速率逐渐降低;维持300℃以上高温的时间随着含水率的增加呈现先上升后降低的趋势,其中含水率为19.4%的时间最长约为7h;3)含水率对稻杆阴燃的收缩率、最高温、内部炭氧化过程以及失重特性等影响均较小。选取不同长度的稻杆(0—10cm、15—25cm、35—40cm)进行阴燃实验。实验发现:1)不同长度的稻杆出现不同升温速率,其中长度为30—40cm的稻杆升温最快;2)不同长度对稻杆阴燃维持高温的时间影响显著,其中长度为15—25cm的稻杆维持300℃以上高温的时间最长。3)不同长度对稻杆阴燃的收缩率、最高温度、内部炭氧化以及失重特性影响不明显。采取堵塞实验装置不同位置的进气口,来实现不同进气口位置对稻杆阴燃影响的实验。分析结果得到:1)随着供氧量减少,在阴燃初始阶段越不容易点燃,下部进气比上部进气燃烧更充分;2)下部进气的整体阴燃时间与比上部进气长120min以上;3)不同进气口位置对稻杆阴燃的收缩率、最高温度、内部炭氧化过程以及失重特性等影响不显著。最后,根据实验研究结果结合南方农村地区实际情况,以燃池的主体、排烟系统以及阴燃产物处理方式作为设计参数,提出了初步的计算方法。首先采用概算法确定了供暖房间的热负荷,然后确定了燃料质量以及燃池高度,计算出设计燃池的体积;并确定了排烟系统中排烟口和进气口的大小及位置,以及提出阴燃产物处理的初步设计;基于热量梯级作用解决局部高温的问题;同时提出了燃池砌筑要求和材料选择的要求。为南方住宅建造供暖燃池奠定基础,也为南方寒冷地区利用生物质能供暖提出新思路。
【图文】：

示意图,示意图,集中供暖,苏北灌溉总渠

区供暖研究现状区用能现状按照较为普遍的供暖界限的确定[1]是在苏联的气候计算方温度低于 5℃为冬天；将年累计日平均气温不变低于或者等等于 90 天的区域定义为集中供暖区[2]。目前，这样的划分国的实际情况进行详细的划分。1957 年，为了更好地结合用了兰可桢的划分标准——南北供暖线，即以各地最冷月来定义。这条线的具体位置为：从江苏的苏北灌溉总渠为阳以西，沿伏牛山—秦岭，至甘肃南部的徽成和武都，东秦岭—淮河线基本一致。分界而言[3]，该线也是亚热带与暖温带的分界线，在我国示。此线以北，，冬季主要采用集中供暖形式进行取暖，但方部分寒冷地区的居民却只能自己解决。因此，南方地区之而来。

木炭,生活质量,取暖方式,热化学转化

第 1 章文献综述所示的取暖工具，该取暖方式采用颗粒物质的内部阴燃燃烧过程，通过生物质热化学转化为热能进行供热，其中取暖采用的燃料一般为木炭或者生物粪便等，但由于利用木炭取暖时，会释放出浓度相对较低的气体，而且废弃中含有大量的CO有毒气体，容易造成人们窒息甚至死亡。室内的空气温度低，根本无法起到供热效果，尤其是进入冬季晚上，室内的温度普遍低于城市，农户的生活质量不高，农民的生产和生活受寒冷气候的严重影响。并且传统的供热方式不仅浪费大量的生物质能源，还不能提高农民的生活质量，远远落后于北方城市的集中供热。
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S210.7

【参考文献】