回转连续式炭化设备关键部件的设计与试验研究
发布时间：2021-04-26 18:13
我国是农业大国,秸秆资源丰富,但目前秸秆回收利用难度较大,相关技术尚不成熟,因此我国多数地区仍将就地焚烧作为秸秆主要处理方式,既污染环境,也是一种能源的浪费,而利用高温热裂解技术,可将秸秆转化为生物炭、可燃气、焦油和木醋液等可利用产物,能够应用于农业、能源、环境保护等多个领域。目前炭化设备的主要问题是物料输送不平稳和换热效果不理想。本文在已有生物质热解设备的基础上,针对现有问题,设计了四线螺旋输料结构及多腔旋流梯级换热系统,并进行了相应的试验研究。主要工作如下:（1）结合生物质的热解原理与炭化过程,通过查阅文献资料,明确加热温度、反应时间和系统压力对生物炭品质的影响,在现有工艺方案的基础上,制定并细化主要包括密封进料、物料干燥、低氧热解、保温炭化、冷却出料和热解副产品回用加热等满足设计要求的工艺方案。根据热解气的理化特性,提出燃气净化分离及回用方案,并进行选型。（2）针对现有炭化设备物料输送不平稳的问题,设计一种四线螺旋输料结构,将螺旋叶片与抄板相结合,使螺旋抄板镶嵌于回转筒内壁,物料在向前推送的同时进行上下翻动,受热更加均匀,也可避免螺旋轴因挠度问题对设备尺寸的限制,因螺旋变成间断式...
【文章来源】：黑龙江八一农垦大学黑龙江省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究目的与意义
1.2 生物质炭化设备国内外研究现状
1.2.1 间歇式炭化设备研究现状
1.2.2 连续式炭化设备研究现状
1.3 论文研究的主要内容
1.3.1 主要内容
1.3.2 研究方法
1.3.3 技术路线
2 热解炭化设备关键部件的设计
2.1 连续热解炭化工艺
2.2 连续热解炭化设备
2.2.1 设备整体结构设计
2.2.2 设备工作过程
2.3 输料装置的设计
2.3.1 输料方式的设计
2.3.2 输料装置参数设计
2.4 换热装置的设计
2.5 换热系统仿真试验
2.5.1 换热系统CFD研究
2.5.2 控制方程与网格划分
2.5.3 边界条件设置
2.5.4 螺旋折流板参数确定
2.5.5 计算结果与分析
2.6 本章小结
3 热解气回用系统的设计
3.1 热解气净化分离及回用设计
3.1.1 外加热式炭化工艺特点
3.1.2 工艺过程及方法选择
3.2 处理后热解气组份分析
3.3 控制与安全防爆系统的选型
3.4 本章小结
4 回转连续式炭化设备试验研究
4.1 设备性能指标验证试验
4.1.1 试验条件
4.1.2 试验方案
4.1.3 试验结果与分析
4.2 四线螺旋输料系统输料能力试验
4.2.1 试验目的
4.2.2 试验条件
4.2.3 试验方案
4.2.4 试验结果与分析
4.3 多腔旋流梯级换热系统稳定性试验
4.3.1 试验目的
4.3.2 试验条件
4.3.3 试验方案
4.3.4 试验结果与分析
4.4 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 展望
参考文献
致谢
个人简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质连续热解炭气油联产中试系统开发[J]. 丛宏斌,姚宗路,赵立欣,贾吉秀,兰珊. 农业工程学报. 2017(18)
[2]生物质热解焦油脱除方法研究进展[J]. 吴悠,赵立欣,孟海波,丛宏斌,姚宗路,侯书林. 化工环保. 2016(01)
[3]我国生物质炭化技术装备研究现状与发展建议[J]. 丛宏斌,赵立欣,姚宗路,孟海波,李敏. 中国农业大学学报. 2015(02)
[4]卧式连续生物炭炭化设备研制[J]. 袁艳文,田宜水,赵立欣,姚宗路. 农业工程学报. 2014(13)
[5]生物质连续热解反应装置的变螺距螺旋输送器设计[J]. 蒋恩臣,苏旭林,王明峰,熊磊明,赵创,许细微. 农业机械学报. 2013(02)
[6]生物质低温热解炭化特性的实验研究[J]. 王秦超,卢平,黄震,陈丹丹,夏良燕,郝江涛. 中国电机工程学报. 2012(S1)
[7]电捕焦油器用于生物质燃气净化及燃气允许最高氧含量的研究[J]. 郭东彦,伊晓路,闫桂焕,肖琪. 可再生能源. 2012(10)
[8]生物质热解炭化反应设备研究进展[J]. 石海波,孙姣,陈文义,潘萌娇. 化工进展. 2012(10)
[9]生物炭应用研究进展[J]. 袁艳文,田宜水,赵立欣,孟海波. 可再生能源. 2012(09)
[10]一种新型生物质气化焦油分离器的实验研究[J]. 付双成,赵予兵,袁惠新,王宁,单振红. 现代化工. 2012(06)
硕士论文
[1]生物质秸秆炭化炉的结构设计与试验研究[D]. 张巍.石河子大学 2013
[2]螺旋折流板换热器的结构及性能研究[D]. 张少维.南京工业大学 2005
本文编号：3161878
【文章来源】：黑龙江八一农垦大学黑龙江省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究目的与意义
1.2 生物质炭化设备国内外研究现状
1.2.1 间歇式炭化设备研究现状
1.2.2 连续式炭化设备研究现状
1.3 论文研究的主要内容
1.3.1 主要内容
1.3.2 研究方法
1.3.3 技术路线
2 热解炭化设备关键部件的设计
2.1 连续热解炭化工艺
2.2 连续热解炭化设备
2.2.1 设备整体结构设计
2.2.2 设备工作过程
2.3 输料装置的设计
2.3.1 输料方式的设计
2.3.2 输料装置参数设计
2.4 换热装置的设计
2.5 换热系统仿真试验
2.5.1 换热系统CFD研究
2.5.2 控制方程与网格划分
2.5.3 边界条件设置
2.5.4 螺旋折流板参数确定
2.5.5 计算结果与分析
2.6 本章小结
3 热解气回用系统的设计
3.1 热解气净化分离及回用设计
3.1.1 外加热式炭化工艺特点
3.1.2 工艺过程及方法选择
3.2 处理后热解气组份分析
3.3 控制与安全防爆系统的选型
3.4 本章小结
4 回转连续式炭化设备试验研究
4.1 设备性能指标验证试验
4.1.1 试验条件
4.1.2 试验方案
4.1.3 试验结果与分析
4.2 四线螺旋输料系统输料能力试验
4.2.1 试验目的
4.2.2 试验条件
4.2.3 试验方案
4.2.4 试验结果与分析
4.3 多腔旋流梯级换热系统稳定性试验
4.3.1 试验目的
4.3.2 试验条件
4.3.3 试验方案
4.3.4 试验结果与分析
4.4 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 展望
参考文献
致谢
个人简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质连续热解炭气油联产中试系统开发[J]. 丛宏斌,姚宗路,赵立欣,贾吉秀,兰珊. 农业工程学报. 2017(18)
[2]生物质热解焦油脱除方法研究进展[J]. 吴悠,赵立欣,孟海波,丛宏斌,姚宗路,侯书林. 化工环保. 2016(01)
[3]我国生物质炭化技术装备研究现状与发展建议[J]. 丛宏斌,赵立欣,姚宗路,孟海波,李敏. 中国农业大学学报. 2015(02)
[4]卧式连续生物炭炭化设备研制[J]. 袁艳文,田宜水,赵立欣,姚宗路. 农业工程学报. 2014(13)
[5]生物质连续热解反应装置的变螺距螺旋输送器设计[J]. 蒋恩臣,苏旭林,王明峰,熊磊明,赵创,许细微. 农业机械学报. 2013(02)
[6]生物质低温热解炭化特性的实验研究[J]. 王秦超,卢平,黄震,陈丹丹,夏良燕,郝江涛. 中国电机工程学报. 2012(S1)
[7]电捕焦油器用于生物质燃气净化及燃气允许最高氧含量的研究[J]. 郭东彦,伊晓路,闫桂焕,肖琪. 可再生能源. 2012(10)
[8]生物质热解炭化反应设备研究进展[J]. 石海波,孙姣,陈文义,潘萌娇. 化工进展. 2012(10)
[9]生物炭应用研究进展[J]. 袁艳文,田宜水,赵立欣,孟海波. 可再生能源. 2012(09)
[10]一种新型生物质气化焦油分离器的实验研究[J]. 付双成,赵予兵,袁惠新,王宁,单振红. 现代化工. 2012(06)
硕士论文
[1]生物质秸秆炭化炉的结构设计与试验研究[D]. 张巍.石河子大学 2013
[2]螺旋折流板换热器的结构及性能研究[D]. 张少维.南京工业大学 2005
本文编号：3161878
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