生物燃油+柴油混合乳化燃料自动化生产装置研究设计
发布时间：2021-11-15 00:02
随着我国经济的迅猛发展,能源变得越来越重要,但国内的石油供给不能满足日益增长的需求,导致我国石油消费对外依存度过高,能源安全存在隐患。同时,我国拥有丰富的生物质资源,仅农业秸秆和谷物壳皮每年的产量就高达8亿吨。如何高效的将生物质能源转化为可广泛使用的能源成为亟待解决的现实问题。由于生物质体积能量密度低,直接用到工业领域受到较大的限制。将生物质通过闪速裂解制成易于储存和运输的清洁环保燃料——生物质清洁燃油,具有重要的工业推广应用意义。然而与矿产石油相比,生物质清洁燃油具有含氧量高、热值低、偏酸等缺点,很难直接用作一般内燃机燃料。若要用作内燃机燃料,需要对其进行提质、改性和升级处理,但现阶段其成本非常高,实际生产无法接受。若将生物质清洁燃油以一定的比例掺入到柴油中,再以一定的工艺进行混合乳化,制的混合乳化燃料用于内燃机上,能够有效降低柴油NOx排放。同时,利用生物质清洁燃油的价格低廉降低用户的使用成本。本文针对生物质清洁燃油不便直接用作内燃机燃料的实际困难、国家石油短缺的问题,结合生物质清洁燃油价格低廉、减排环保的优势,充分利用超声波具有强化作用的特点,对超声波式“生物质清洁燃油+柴油”混...
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 生物质清洁燃油/柴油超声混合乳化燃料研究的目的和意义
1.2 生物质清洁燃油/柴油超声混合乳化燃料制取技术的研究现状
1.3 乳化设备的概况
1.3.1 机械搅拌式
1.3.2 超声乳化式
1.4 乳化设备性能比较
1.5 课题的主要研究内容
2 混合乳化燃料生产影响因素分析及超声参数优化
2.1 生物质清洁燃油/柴油混合乳化技术简介
2.1.1 乳化技术简介
2.1.2 生物质清洁燃油/柴油混合超声乳化燃料性质
2.2 影响生物质清洁燃油/柴油混合乳化燃料生产的因素分析
2.2.1 原料对混合乳化燃料稳定性的影响
2.2.2 生产装置结构因素对混合乳化燃料稳定性的影响
2.2.3 工艺参数对混合乳化燃料稳定性的影响
2.2.4 生物质清洁燃油/柴油超声混合乳化燃料的稳定性
2.3 生物质清洁燃油/柴油混合乳化燃料超声制取参数的优化研究
2.3.1 生物质清洁燃油/柴油混合乳化燃料超声制取
2.3.2 混合乳化燃料稳定性的神经网络预测模型
2.3.3 混合乳化燃料超声制取参数的优化
2.4 本章小结
3 混合乳化燃料生产装置总体及关键部件的设计研究
3.1 混合乳化燃料生产装置的总体设计
3.1.1 混合乳化燃料生产装置功能
3.1.2 混合乳化燃料生产装置技术指标
3.1.3 混合乳化燃料生产装置技术要求
3.1.4 结构方案设计
3.1.5 总体结构
3.1.6 搅拌罐与超声乳化罐数目的计算
3.1.7 附属装置的选择
3.2 超声乳化罐关键零部件的设计
3.2.1 声在超声乳化罐内传播
3.2.2 超声乳化反应器的设计
3.2.3 换能器与超声乳化罐连接的设计
3.3 机械搅拌系统关键零部件的设计
3.3.1 搅拌罐尺寸的确定
3.3.2 搅拌罐筒体壁厚的设计
3.3.3 罐体压力试验
3.3.4 确定夹套的几何尺寸
3.3.5 确定叶轮尺寸及转速
3.3.6 搅拌轴的计算
3.3.7 计算搅拌功率
3.4 本章小结
4 混合乳化燃料生产装置控制系统研究分析
4.1 控制系统的方案设计
4.1.1 控制系统设计要求
4.1.2 控制系统总体结构设计
4.1.3 混合乳化燃料自动化生产装置控制系统基本功能的实现
4.2 混合乳化燃料生产主控制程序研究
4.2.1 控制方法的确定
4.2.2 模糊自适应PID控制器的设计
4.2.3 MATLAB仿真分析
4.2.4 混合乳化燃料自动生产线乳化温度控制的PLC程序设计
4.3 本章小结
5 混合乳化燃料生产装置监控系统的研究
5.1 监控系统的结构设计
5.1.1 组态王软件简介
5.1.2 监控系统的结构设计
5.1.3 监控系统的功能设计
5.2 监控系统模块的设计
5.2.1 主监控的设计
5.2.2 生产过程可视化显示
5.2.3 参数设定界面
5.2.4 趋势曲线
5.2.5 报表系统
5.2.6 报警功能
5.3 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]乳化剂及助乳化剂提高生物油/柴油乳化性能[J]. 谭文英,许勇,王述洋. 农业工程学报. 2013(24)
[2]锅炉温度控制系统的设计与仿真研究[J]. 吴文进. 常熟理工学院学报. 2013(04)
[3]新型乳化燃料实验研究及应用[J]. 王咏江,陈聪,陈琴珠. 创新科技. 2013(07)
[4]超声乳化生物质柴油稳定性研究[J]. 魏晓莉,王述洋,王卓. 东北农业大学学报. 2013(05)
[5]2012年中国石油和天然气进出口状况分析[J]. 田春荣. 国际石油经济. 2013(03)
[6]普通柴油机燃用乳化型混合柴油的负荷特性研究[J]. 王述洋,左光鑫,王字满,孙勇. 能源研究与信息. 2012(03)
[7]生物油/柴油乳化实验研究[J]. 徐国辉,王相宇,郭祚刚,王树荣. 能源工程. 2012(04)
[8]生物油/柴油乳化油制备及其在柴油机上的燃烧试验研究[J]. 牛淼淼,黄亚继,金保昇,王昕晔,贾纪强. 中国电机工程学报. 2012(20)
[9]玉米秸秆生物油对直喷式柴油机燃烧与排放的影响[J]. 韩旭东,黄勇成,易延洪,黄松,闻振江. 燃烧科学与技术. 2012(03)
[10]换能器与槽体连接方式对超声清洗槽声场分布的影响[J]. 王海鸥,胡志超,王建楠,吴峰,谢焕雄,吕小莲. 农业工程学报. 2011(S2)
博士论文
[1]环氧化和Baeyer-Villiger氧化反应的研究及超声的影响[D]. 张萍.南京工业大学 2006
硕士论文
[1]乳化型混合柴油制取及柴油机台架试验研究[D]. 左光鑫.东北林业大学 2013
[2]生物油/柴油乳液燃料制备的实验研究[D]. 徐国辉.浙江大学 2012
[3]差速搅拌捏合机参数优化及动力学分析[D]. 孙维光.青岛科技大学 2007
[4]涡轮桨搅拌槽内搅拌特性数值模拟研究[D]. 张丽娜.郑州大学 2007
[5]椭球串型振荡式乳液聚合反应器流动特性的研究[D]. 李正辉.浙江大学 2006
本文编号：3495621
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 生物质清洁燃油/柴油超声混合乳化燃料研究的目的和意义
1.2 生物质清洁燃油/柴油超声混合乳化燃料制取技术的研究现状
1.3 乳化设备的概况
1.3.1 机械搅拌式
1.3.2 超声乳化式
1.4 乳化设备性能比较
1.5 课题的主要研究内容
2 混合乳化燃料生产影响因素分析及超声参数优化
2.1 生物质清洁燃油/柴油混合乳化技术简介
2.1.1 乳化技术简介
2.1.2 生物质清洁燃油/柴油混合超声乳化燃料性质
2.2 影响生物质清洁燃油/柴油混合乳化燃料生产的因素分析
2.2.1 原料对混合乳化燃料稳定性的影响
2.2.2 生产装置结构因素对混合乳化燃料稳定性的影响
2.2.3 工艺参数对混合乳化燃料稳定性的影响
2.2.4 生物质清洁燃油/柴油超声混合乳化燃料的稳定性
2.3 生物质清洁燃油/柴油混合乳化燃料超声制取参数的优化研究
2.3.1 生物质清洁燃油/柴油混合乳化燃料超声制取
2.3.2 混合乳化燃料稳定性的神经网络预测模型
2.3.3 混合乳化燃料超声制取参数的优化
2.4 本章小结
3 混合乳化燃料生产装置总体及关键部件的设计研究
3.1 混合乳化燃料生产装置的总体设计
3.1.1 混合乳化燃料生产装置功能
3.1.2 混合乳化燃料生产装置技术指标
3.1.3 混合乳化燃料生产装置技术要求
3.1.4 结构方案设计
3.1.5 总体结构
3.1.6 搅拌罐与超声乳化罐数目的计算
3.1.7 附属装置的选择
3.2 超声乳化罐关键零部件的设计
3.2.1 声在超声乳化罐内传播
3.2.2 超声乳化反应器的设计
3.2.3 换能器与超声乳化罐连接的设计
3.3 机械搅拌系统关键零部件的设计
3.3.1 搅拌罐尺寸的确定
3.3.2 搅拌罐筒体壁厚的设计
3.3.3 罐体压力试验
3.3.4 确定夹套的几何尺寸
3.3.5 确定叶轮尺寸及转速
3.3.6 搅拌轴的计算
3.3.7 计算搅拌功率
3.4 本章小结
4 混合乳化燃料生产装置控制系统研究分析
4.1 控制系统的方案设计
4.1.1 控制系统设计要求
4.1.2 控制系统总体结构设计
4.1.3 混合乳化燃料自动化生产装置控制系统基本功能的实现
4.2 混合乳化燃料生产主控制程序研究
4.2.1 控制方法的确定
4.2.2 模糊自适应PID控制器的设计
4.2.3 MATLAB仿真分析
4.2.4 混合乳化燃料自动生产线乳化温度控制的PLC程序设计
4.3 本章小结
5 混合乳化燃料生产装置监控系统的研究
5.1 监控系统的结构设计
5.1.1 组态王软件简介
5.1.2 监控系统的结构设计
5.1.3 监控系统的功能设计
5.2 监控系统模块的设计
5.2.1 主监控的设计
5.2.2 生产过程可视化显示
5.2.3 参数设定界面
5.2.4 趋势曲线
5.2.5 报表系统
5.2.6 报警功能
5.3 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]乳化剂及助乳化剂提高生物油/柴油乳化性能[J]. 谭文英,许勇,王述洋. 农业工程学报. 2013(24)
[2]锅炉温度控制系统的设计与仿真研究[J]. 吴文进. 常熟理工学院学报. 2013(04)
[3]新型乳化燃料实验研究及应用[J]. 王咏江,陈聪,陈琴珠. 创新科技. 2013(07)
[4]超声乳化生物质柴油稳定性研究[J]. 魏晓莉,王述洋,王卓. 东北农业大学学报. 2013(05)
[5]2012年中国石油和天然气进出口状况分析[J]. 田春荣. 国际石油经济. 2013(03)
[6]普通柴油机燃用乳化型混合柴油的负荷特性研究[J]. 王述洋,左光鑫,王字满,孙勇. 能源研究与信息. 2012(03)
[7]生物油/柴油乳化实验研究[J]. 徐国辉,王相宇,郭祚刚,王树荣. 能源工程. 2012(04)
[8]生物油/柴油乳化油制备及其在柴油机上的燃烧试验研究[J]. 牛淼淼,黄亚继,金保昇,王昕晔,贾纪强. 中国电机工程学报. 2012(20)
[9]玉米秸秆生物油对直喷式柴油机燃烧与排放的影响[J]. 韩旭东,黄勇成,易延洪,黄松,闻振江. 燃烧科学与技术. 2012(03)
[10]换能器与槽体连接方式对超声清洗槽声场分布的影响[J]. 王海鸥,胡志超,王建楠,吴峰,谢焕雄,吕小莲. 农业工程学报. 2011(S2)
博士论文
[1]环氧化和Baeyer-Villiger氧化反应的研究及超声的影响[D]. 张萍.南京工业大学 2006
硕士论文
[1]乳化型混合柴油制取及柴油机台架试验研究[D]. 左光鑫.东北林业大学 2013
[2]生物油/柴油乳液燃料制备的实验研究[D]. 徐国辉.浙江大学 2012
[3]差速搅拌捏合机参数优化及动力学分析[D]. 孙维光.青岛科技大学 2007
[4]涡轮桨搅拌槽内搅拌特性数值模拟研究[D]. 张丽娜.郑州大学 2007
[5]椭球串型振荡式乳液聚合反应器流动特性的研究[D]. 李正辉.浙江大学 2006
本文编号：3495621
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