生物质燃料热风干燥特性及干燥系统方案研究

发布时间：2022-08-08 18:43

　　生物质能具有可再生、CO2零排放、资源储量巨大、环境友好等特点,在能源问题日益突出的今天引起了人们广泛的关注。生物质能转化利用技术主要有生物化学法和热化学法,热化学法转化技术主要包括直接燃烧、气化、热解技术。生物质含水量会影响热化学转化的效率,其中,含水量越低的生物质越适合热化学转化。生物质燃料主要包括各种秸秆、木材及农林废弃物等。新鲜生物质含水量较高,而燃料含水量高会对生物质的存储、锅炉给料系统和燃烧系统等造成极大的危害。因此,需要对生物质进行干燥。干燥是一个高能耗的行业,如何节能经济的干燥生物质是生物质能利用的一项重要课题。本文对生物质电厂一些典型生物质燃料进行了热风干燥特性实验,并结合干燥动力学分析来研究生物质的干燥特性。首先,本文对热风干燥预处理前后的生物质进行了热重分析,确定干燥温度的范围,探讨热风干燥预处理对生物质燃料燃烧特性的影响,为生物质燃料高效利用提供一定的理论基础。其次,利用自建的热风干燥特性实验台研究热风温度、相对湿度、风速以及不同吹风方式（水平、垂直）对单颗粒生物质燃料干燥特性的影响。结果表明：软木类热风干燥阶段分为等速和降速2个阶段,垂直吹风方式可提高干燥速率... 

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景
        1.1.1 引言
        1.1.2 生物质能概况
        1.1.3 生物质内部水分特性
    1.2 课题意义
        1.2.1 生物质燃料含水率高的危害
        1.2.2 生物质干燥
        1.2.3 生物质常用干燥技术
    1.3 热风干燥特性及干燥动力学研究现状
        1.3.1 热风干燥特性研究现状
        1.3.2 干燥动力学研究现状
        1.3.3 干燥模型
    1.4 本文研究的主要内容
2 实验系统及实验仪器
    2.1 引言
    2.2 实验样品介绍
    2.3 实验系统及实验仪器介绍
        2.3.1 热重实验
        2.3.2 表面结构电镜扫描分析
        2.3.3 生物质热风干燥特性实验台
            2.3.3.1 实验台热风温度与相对湿度的稳定性调试
            2.3.3.2 热风风速调试
    2.4 实验参数指标
        2.4.1 含水率
        2.4.2 物料干燥速度和干燥曲线
        2.4.3 水分比
    2.5 实验结果分析工具
    2.6 本章小结
3 小麦秸秆和菌菇渣的热重分析和燃烧特性研究
    3.1 引言
    3.2 生物质燃料的理化特性分析
        3.2.1 生物质燃料的水分分析
    3.3 生物质燃料的热重实验分析
        3.3.1 实验方法
        3.3.2 实验目的
        3.3.3 实验结果分析
            3.3.3.1 热风干燥预处理前后小麦秸秆和菌菇渣的热重曲线分析
            3.3.3.2 热风干燥预处理对小麦秸秆和菌菇渣燃烧特性曲线的影响
            3.3.3.3 热风干燥预处理前后小麦秸秆表面结构对比
            3.3.3.4 热风干燥前后的燃烧特性分析
    3.4 本章小结
4 生物质燃料热风干燥特性及干燥动力学分析
    4.1 引言
    4.2 实验原料、实验仪器与实验方法
        4.2.1 实验工况
        4.2.2 实验步骤
        4.2.3 实验结果分析
            4.2.3.1 热风温度对单颗粒生物质燃料热风干燥特性的影响
            4.2.3.2 热风相对湿度对单颗粒生物质燃料热风干燥特性的影响
            4.2.3.3 热风风速对单颗粒生物质燃料热风干燥特性的影响
            4.2.3.4 不同的吹风方式对单颗粒生物质燃料热风干燥特性的影响
    4.3 基于单颗粒生物质燃料热风干燥特性的干燥动力学研究
        4.3.1 干燥模型的数学统计评价参数
        4.3.2 热风干燥模型的拟合
        4.3.3 热风干燥Page模型的求解
        4.3.4 模型验证
        4.3.5 有效水分扩散系数
        4.3.6 干燥过程活化能的求解
    4.4 本章小结
5 生物质料层干燥特性研究
    5.1 引言
    5.2 实验方法
        5.2.1 实验原料预处理
        5.2.2 实验方法
        5.2.3 实验样品堆积密度和含水率的测定
    5.3 实验结果讨论
        5.3.1 同—温度不同厚度的小麦秸秆和菌菇渣的干燥特性曲线
        5.3.2 不同温度下—维厚度上小麦秸秆各层含水率变化曲线
    5.4 本章小结
6 生物质干燥系统方案设计
    6.1 引言
    6.2 设计背景
    6.3 低温平行流带式干燥系统设计
        6.3.1 干燥器的结构设计
        6.3.2 低温平行带式干燥机工艺参数设计
    6.4 低温平行流带式干燥机干燥过程设计计算
        6.4.1 干燥过程中的物料衡算和热量衡算
        6.4.2 带式干燥机干燥过程换热设计计算
        6.4.3 干燥过程空气参数核算及结果分析
        6.4.4 风机选型
    6.5 设计结果汇总
    6.6 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 本文创新性
    7.3 展望
参考文献
作者简历


【参考文献】：
期刊论文
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[3]2013年世界能源供需浅析——《BP世界能源统计2014》解读[J]. 王睿.  当代石油石化. 2014(09)
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博士论文
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[4]商品粮种植乡生物质废弃物回收利用规划研究[D]. 任峰.天津大学 2012
[5]经济全球化背景下中国能源安全问题研究[D]. 姜星莉.武汉大学 2010
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[7]植物性含湿多孔介质在干燥过程中优化传热传质机理的研究[D]. 杨俊红.天津大学 1998

硕士论文
[1]生物质燃烧过程中受热面高温腐蚀特性研究[D]. 王准.浙江大学 2015
[2]云南核桃热风干燥特性及其传质模拟[D]. 姜苗.昆明理工大学 2013
[3]生物质烟气低温特性及生物质干燥特性实验研究[D]. 李小龙.山东大学 2013
[4]褐煤干燥过程的实验研究及动力学分析[D]. 熊程程.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2011
[5]利用热天平研究煤的着火特性[D]. 祝文杰.浙江大学 2004



本文编号：3672030