农作物秸秆固体成型预处理研究

发布时间：2020-05-20 07:42

【摘要】：随农作物秸秆固体成型技术在我国的推广应用,更多遗弃的农作物秸秆得到较好的能源化利用。但我国农作物秸秆来源广泛,渠道分散,造成物料中杂质含量较高,且多种物料混杂,另我国农作物常利用塑料地膜覆盖技术,造成农作物秸秆中混入较多残地膜。这些因素影响固体成型加工稳定性,影响成型设备的寿命,也影响成型燃料的理化特性和燃烧特性。本课题研究农作物秸秆固体成型的预处理阶段,研究杂质的来源与分类、去除机制及除杂设备,研究物料混配机理、混配方案。研究混杂残地膜秸秆的燃烧特性,研究其固体成型为燃料后的燃烧排放特性。获得如下结论与成果： 1)研究农作物秸秆固体成型物料杂质及除杂模式。杂质分为金属、塑料织物、5mm的砂石及5mm的粉尘等。杂质来源主要有收获,运输等环节的杂质，总含量约为0.3%,因场地清理等管理问题带来的杂质,试验中杂质含量达3%以上。农作物秸秆物料中杂质,可以磁铁除去磁性金属杂质,以绞龙除去塑料织物等软质杂质,5mm的砂石杂质可用气体分选装置去除,5mm的粉尘可用滚筒筛分去除。 2)研究农作物秸秆物料粉尘杂质的滚筒筛分,确定筛分参数。农作物秸秆物料筛分中,滚筒筛转速范围为20～32r/min、倾角范围为3-9°最佳,长径比可根据筛分率要求在文中所得拟合曲线进行选择。 3)对农作物秸秆混配燃烧特性及动力学分析进行了研究。加入花生壳的混配物料,在挥发分阶段的活化能有所降低,燃烧的剧烈程度降低,其燃烧特性及动力学参数受花生壳的影响较大；加入小麦秸的混配物料燃烧稳定特性有变差趋向,其燃烧特性及动力学参数受小麦秸的影响较小。 4)农作物秸秆混配固体成型特性研究。花生壳的添加改善了主原料玉米秸的成型特性,小麦秸的添加对于主原料玉米秸成型特性的改善效果不明显。添加花生壳辅料的正交实验表明,花生壳辅料添加比重的较佳范围为10%-20%,混配物料的水分含量较佳范围为21%-24%。 5)秸秆与地膜混合燃烧排放与残留的分析研究。混合物料因加入残地膜,其综合燃烧特性得到改善；混合物料与残地膜燃烧相比,燃烧着火点降低,燃烧时间变长,燃烧更易控制,燃烧充分,可减少发烟量；混合物料在成型为固体成型颗粒燃料后在正常燃烧条件下,CO、SO2、NOx三种气体排放大大降低,改善对环境的影响程度。
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TK6

【参考文献】