针对秸秆颗粒的回转式间接燃烧装置研发

发布时间：2022-01-11 00:37

　　生物质燃料,特别是秸秆类生物质具有碱金属含量高、低灰熔点等特点,在常规锅炉的燃烧利用过程容易出现各种问题,比如结渣、沉积以及腐蚀等问题。本文在总结国内外生物质气化燃烧相关文献基础上,尝试结合流化床的低温、蓄热量大的特性以及回转炉的机械混合、强制扰动的特点,提出了一种含床料的回转式间接燃烧装置,其本质为一个结合了生物质回转式气化器以及气化气燃烧的生物质分级燃烧设备。课题以该回转式气化反应器为核心,实现了从概念提出、主体设计到实验台搭建以及完成热态实验的全过程。本研究首先通过热解实验确定了棉杆颗粒燃料的热解产物特性,分析了棉杆颗粒燃料在不同温度工况下的热解三相产物比例、热解气组分以及单位质量燃料产气量（mol/kg）的变化情况。试验获取的热解燃气产量作为后续回转式气化模型计算中的一项重要基础数据。本研究还利用热重分析方法确定了棉杆颗粒与棉杆粉状燃料的热解过程以及后续半焦燃烧过程的动力学特性,求解了棉杆颗粒燃料和棉杆粉状燃料的热解活化能分别为46.2和47kj/mol。本研究针对新型回转式生物质汽化器进行了设计计算。根据设计燃料的元素组成与工业分析,计算燃料气化燃烧需氧量、烟气排放等因素,综... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 生物质能特点
    1.3 生物质成型燃料
    1.4 生物质能利用技术
    1.5 本文主要研究内容
2 生物质气化技术以及反应器综述
    2.1 引言
    2.2 生物质气化设备的研究进展
        2.2.1 固定床反应器
        2.2.2 流化床反应器
    2.3 回转式反应器的国内外研究现状
        2.3.1 回转炉国内研究现状
        2.3.2 回转炉国外研究进展
    2.4 本章小结
3 生物质热解特性实验研究
    3.1 引言
    3.2 秸秆颗粒燃料管式炉热解气化特性
        3.2.1 实验装置
        3.2.2 试验燃料准备
        3.2.3 不同温度对颗粒燃料热解产物的影响
        3.2.4 燃料种类与粒径对热解产物的影响
    3.3 秸秆颗粒燃料热解动力学特性
        3.3.1 实验设备
        3.3.2 热重实验结果分析
        3.3.3 化学动力学参数求解
    3.4 本章小结
4 回转式颗粒燃料气化燃烧试验系统
    4.1 引言
    4.2 试验系统设计过程
        4.2.1 燃料燃烧特性计算
        4.2.2 炉膛形状尺寸确定
        4.2.3 秸秆颗粒燃料给料机设计
        4.2.4 二次燃烧室
    4.3 实验系统组成
    4.4 实验设备流场流动特性
    4.5 本章小结
5 回转式气化炉运行和间接燃烧实验研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验材料准备
        5.2.2 实验点火过程及点火特性
    5.3 回转式燃烧炉气化燃烧实验过程及结果分析
        5.3.1 回转炉转速对生物质气化的影响
        5.3.2 温度对生物质气化的影响
        5.3.3 当量比(ER)对生物质气化的影响
        5.3.4 回转式燃烧炉气化燃烧整体工况分析
        5.3.5 回转炉底灰与残炭分布特性分析
    5.4 本章小结
6 生物质气化动态平衡模型模拟
    6.1 引言
    6.2 回转炉内生物质气化模型建立
        6.2.1 生物质气化过程及物理化学原理
        6.2.2 回转炉内动力学平衡气化模型的建立
    6.3 回转炉动力学平衡气化模型计算及结果分析
        6.3.1 模型的计算
        6.3.2 模型计算结果分析
    6.4 本章小结
7 全文总结与工作展望
    7.1 主要研究总结
    7.2 主要创新点
    7.3 未来的研究展望
参考文献
作者简历



本文编号：3581727