生物質(zhì)（秸稈）成型燃料燃燒動力學(xué)特性及液壓秸稈成型機(jī)改進(jìn)設(shè)計研究

【摘要】： 本研究是結(jié)合省科技廳攻關(guān)項目“秸稈生物質(zhì)成型關(guān)鍵技術(shù)及配套設(shè)備產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究”進(jìn)行的。通過對“生物質(zhì)成型機(jī)(以下簡稱BBP)的進(jìn)展”、“液壓秸稈成型機(jī)主要設(shè)計參數(shù)”、“秸稈成型燃料燃燒動力學(xué)特性”、“液壓秸稈成型機(jī)的改進(jìn)設(shè)計”、“生物質(zhì)成型燃料燃燒裝置技術(shù)方案和應(yīng)用”等方面的系統(tǒng)研究，獲取了一系列關(guān)于生物質(zhì)成型方面的相關(guān)數(shù)據(jù)和規(guī)律性認(rèn)識，為我國在生物質(zhì)成型技術(shù)領(lǐng)域的研究開發(fā)和應(yīng)用進(jìn)行了有益的探索。主要研究成果有： 1 查閱了大量國內(nèi)外相關(guān)資料，對以下內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)而系統(tǒng)的文獻(xiàn)綜合研究。①壓縮理論的研究概況；②影響生物質(zhì)成型過程的影響因素；③生物質(zhì)成型的機(jī)理；④生物質(zhì)成型的工藝類型；⑤現(xiàn)有生物質(zhì)成型技術(shù)及研究現(xiàn)狀；⑥現(xiàn)有生物質(zhì)成型技術(shù)存在的問題。并對各種壓縮設(shè)備進(jìn)行了比較研究，認(rèn)為中國河南農(nóng)業(yè)大學(xué)研究的HPB-Ⅰ型BBP的雙向液壓壓縮設(shè)計思路是可取的。 2 以HPB-Ⅰ型BBP為試驗裝置，通過對成型部件參數(shù)的改變，找出影響HPB系列BBP生產(chǎn)率和單位能耗的重要因素，并對試驗數(shù)據(jù)回歸，找出了它們之間的規(guī)律，為設(shè)計不同規(guī)模HPB系列BBP相關(guān)參數(shù)的選擇提供了依據(jù)。 3 利用熱分析技術(shù)，采用動態(tài)熱重實驗法，對我國的三大農(nóng)作物秸稈在不同升溫速率下的燃燒動力學(xué)特性進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究。得到了各原料在不同升溫速率下的動力學(xué)參數(shù)；建立了秸稈燃燒的動力學(xué)模型，該模型反映了秸稈迅速燃燒區(qū)的動力學(xué)過程。 4 對秸稈成型燃料的燃燒特性進(jìn)行了試驗研究。著重研究了秸稈 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文 巫 的種類、溫度、空氣供給量、成型燃料密度、直徑、質(zhì)量對成型燃料 燃燒速度的影響并得出如下主要結(jié)論：①秸稈成型燃料的燃燒方式屬 于靜態(tài)滲透式擴(kuò)散燃燒。②秸稈成型燃料燃燒速度受溫度的影響大于 通風(fēng)量燃燒速度的影響：燃燒溫度越高，揮發(fā)分析出速度越快，燃燒 平穩(wěn)性愈差。③成型燃料密度影響成型燃料揮發(fā)分的析出速度，影響 燃燒速度。④成型燃料直徑和質(zhì)量的增加，使得燃燒初期的平均燃燒 速度增大，中后期的平均燃燒速度相對平穩(wěn)。⑤秸稈成型燃料含揮發(fā) 分比例高，因此合理配風(fēng)下的控溫燃燒是保證其完全燃燒的關(guān)鍵。 5運(yùn)用已取得的試驗和理論分析結(jié)果，以液壓驅(qū)動、雙向成型為基 礎(chǔ)，從產(chǎn)業(yè)化的角度對HBP型成型機(jī)進(jìn)行了液壓系統(tǒng)和成型部件的改 進(jìn)設(shè)計；同時采用了二級預(yù)壓機(jī)構(gòu)，使該成型機(jī)的生產(chǎn)率達(dá)到 500kg．hd；單位能耗 60kwh．上‘左右，磨損件修復(fù)周期 300小時左右， 基本解決了影響生物質(zhì)固化技術(shù)在國內(nèi)推廣的技術(shù)難題。 6對秸稈成型燃料燃燒待性進(jìn)行試驗研究后，又設(shè)計出一小型熱水 鍋爐，對不同直徑的成型燃料的燃燒性能進(jìn)行了燃燒試驗。對燃料直 徑、爐膛大小、燃燒效果之間的關(guān)系進(jìn)一步作了研究，為確定合理的 成型設(shè)備生產(chǎn)率及高效配套燃燒設(shè)備設(shè)計提供了科學(xué)和實用的參考依 據(jù)。 本文是以解決我國秸稈成型燃料推廣中的技術(shù)問題，設(shè)計一種合 乎國情，又有應(yīng)用價值的成型機(jī)為目的的研究論文，著力點放在基礎(chǔ) 研究上，因為這是國內(nèi)外多年來在固化研究上的缺陷。因此論文的許 多試驗研究在國內(nèi)外都找不到借鑒，難免在方法上有不當(dāng)之處，但取 得的結(jié)果對成型機(jī)的改進(jìn)設(shè)計，燃燒設(shè)備設(shè)計起到有效指導(dǎo)作用。研 究期間設(shè)計的成型機(jī)己在洛陽試點運(yùn)行，受到了政府和農(nóng)民的歡迎。 【關(guān)鍵詞】：燃燒 動力學(xué)特性 液壓成型機(jī) 秸稈
【學(xué)位授予單位】：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2002
【分類號】：TK6
【目錄】：

• 致謝4-6
• 目錄6-10
• 中文摘要10-12
• 英文摘要12-15
• 第一章 總論15-44
• 1 生物質(zhì)成型技術(shù)的國內(nèi)外理論研究現(xiàn)狀15-33
• 1．1 秸稈物理特性對壓縮的影響15-17
• 1．2 壓縮力與壓縮密度的關(guān)系17-22
• 1．3 壓塊能耗的研究22-23
• 1．4 其他因素的影響23-33
• 1．4．1 摩擦力23
• 1．4．2 壓模直徑23-24
• 1．4．3 壓模的幾何尺寸24-25
• 1．4．4 喂入量25-26
• 1．4．5 含水率26-29
• 1．4．6 喂入頻率29
• 1．4．7 保壓時間29-30
• 1．4．8 粘結(jié)劑30-31
• 1．4．9 加熱溫度31-32
• 1．4．10 成型套錐角與錐長32-33
• 2 國內(nèi)外成型機(jī)研究現(xiàn)狀33-37
• 3 成型機(jī)類型及成型方法37-40
• 3．1 活塞式成型機(jī)37
• 3．2 螺旋式成型機(jī)37-38
• 3．3 模壓顆粒成型機(jī)38
• 3．4 卷扭式成型機(jī)38-39
• 3．5 HPB-Ⅰ型生物質(zhì)成型機(jī)39-40
• 4 存在的問題40-41
• 5 研究課題的確定及總體研究思路41-44
• 5．1 研究的重要意義41-42
• 5．2 總體思路42-44
• 第二章 液壓秸稈成型機(jī)主要設(shè)計參數(shù)確定的試驗研究44-68
• 1 秸稈壓縮成型機(jī)理及成型過程44-47
• 1．1 秸稈壓縮成型機(jī)理44-46
• 1．2 秸稈活塞壓縮成型過程46-47
• 2 試驗部分47-65
• 2．1 正交試驗48-58
• 2．1．1 試驗條件選擇48
• 2．1．2 因素水平表的制定48
• 2．1．3 試驗數(shù)據(jù)的測試48-50
• 2．1．4． 試驗結(jié)果與分析50-58
• 2．2 生產(chǎn)率與沖桿直徑和單位能耗關(guān)系試驗58-64
• 2．3 錐度、錐長與壓力、密度關(guān)系試驗64-65
• 3 本章小結(jié)65-68
• 第三章 秸稈成型燃料燃燒動力學(xué)特性試驗研究68-94
• 1 秸稈燃燒動力學(xué)特性實驗研究68-81
• 1．1 實驗方法的選擇68-69
• 1．2 實驗裝置69-70
• 1．3 原料試樣制備70-71
• 1．4 實驗條件71
• 1．5 實驗結(jié)果與分析71-76
• 1．6 秸稈揮發(fā)分析出過程的動力學(xué)特性參數(shù)76-80
• 1．6．1 秸稈燃燒動力學(xué)模型的建立76-78
• 1．6．2 求解動力學(xué)參數(shù)78-80
• 1．7 差熱峰面積（S）80
• 1．8 差熱實驗分析80-81
• 2 秸稈成型燃料燃燒動力學(xué)特性試驗研究81-92
• 2．1 秸稈成型燃料燃燒的理論分析81-82
• 2．2 影響秸稈成型燃料燃燒速度因素的試驗82-87
• 2．2．1 試驗裝置和方法83
• 2．2．2 單個秸稈成型燃料燃燒速度影響因素的試驗83-87
• 2．3 試驗結(jié)果與討論87-92
• 3 本章小結(jié)92-94
• 第四章 液壓秸稈成型機(jī)的改進(jìn)設(shè)計94-104
• 1 設(shè)計思路94
• 2 HPB-Ⅱ型液壓系統(tǒng)設(shè)計94-96
• 3 成型機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計96-97
• 3．1 設(shè)計指標(biāo)96-97
• 3．2 設(shè)計參數(shù)計算97
• 4 HPB-Ⅱ秸稈液壓成型機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理97-103
• 5 HPB-Ⅱ秸稈液壓成型機(jī)運(yùn)行結(jié)果103
• 6 本章小結(jié)103-104
• 第五章 秸稈成型燃料的燃燒試驗104-112
• 1 BBFB的設(shè)計104-108
• 1．1 BBFB設(shè)計原則104-105
• 1．2 結(jié)構(gòu)設(shè)計105-108
• 1．2．1 整體結(jié)構(gòu)105
• 1．2．2 工作原理105-107
• 1．2．3 性能特點107-108
• 2 秸稈成型燃料燃燒參數(shù)檢測108-111
• 2．1 檢測內(nèi)容與方法108
• 2．2 結(jié)果與分析108-111
• 2．2．1 檢測結(jié)果108-110
• 2．2．2 檢測結(jié)果分析110-111
• 3 本章小結(jié)111-112
• 第六章 秸稈液壓成型技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析112-118
• 1 經(jīng)濟(jì)評價及計算方法112-116
• 1．1 經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)112-113
• 1．2 成本和收益113-115
• 1．3 經(jīng)濟(jì)分析115-116
• 2 敏感性分析116-117
• 3 本章小結(jié)117-118
• 第七章 結(jié)論與建議118-121
• 1 主要結(jié)論118-119
• 2 問題討論與建議119-121
• 參考文獻(xiàn)121-131
• 發(fā)表文章目錄131

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帶狀粉碎免耕播種機(jī)的試驗研究    張晉國

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間接式干燥裝備建模及面向?qū)ο筌浖_發(fā)    賀華波

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生物質(zhì)（秸稈）成型燃料燃燒設(shè)備研制及試驗研究    劉圣勇

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生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)及設(shè)備研究進(jìn)展    霍麗麗;侯書林;趙立欣;孟海波;田宜水;

我國秸稈能源化利用的瓶頸及解決思路    王永明;蔣振山;朱小寧;

我國生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用現(xiàn)狀分析——基于中文期刊論文的定量分析    侯茜;李如青;

等離子噴涂改善秸稈壓塊機(jī)模塊耐磨性的研究    肖磊;馬躍進(jìn);趙建國;曲平;張印勇;

農(nóng)作物秸稈能源產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化    崔勝先;董仁杰;

振動力場作用下生物質(zhì)燃料致密成型試驗研究    馬彥華;武佩;陳彥宏;韓寶生;張永;

生物質(zhì)致密成型技術(shù)和設(shè)備研究    張國梁;孫照斌;

玉米秸稈顆粒燃料致密成型電耗測試    李在峰;雷廷宙;何曉峰;楊樹華;

生物質(zhì)致密冷成型原料最佳收集半徑的研究    楊樹華;雷廷宙;何曉峰;李在峰;朱金陵;

生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備結(jié)渣特性試驗研究    劉圣勇;李文雅;蘇超杰;朱長河;

秸稈壓縮特性及成型技術(shù)研究進(jìn)展    廖娜;韓魯佳;陳龍健;黃光群;

自然干燥的甜高粱莖稈長期貯藏及乙醇發(fā)酵可行性研究    沈飛;曹衛(wèi)星;劉榮厚;

含水率和壓縮頻率對秸稈開式壓縮能耗的影響    廖娜;韓魯佳;黃光群;陳龍健;賀城;

制冷炊事兼用生物質(zhì)成型燃料爐具的設(shè)計    劉圣勇;連瑞瑞;王曉東;張磊;梁盼;

含水率對草坪草常溫開模成型的影響    閆文剛;俞國勝;張海鷹;姜晨龍;劉小虎;趙雪松;

褐煤提質(zhì)及其燃燒行為特性的研究    李先春

生物質(zhì)常溫開模致密成型研究    閆文剛

煤矸石和煤層氣循環(huán)流化床混燒關(guān)鍵影響因素研究    陳艷容

生物質(zhì)粗甘油混合高效制氫實驗研究    趙麗霞

生物質(zhì)能—太陽能聯(lián)合制冷的適配性研究    周恒濤

廢棄農(nóng)村固廢簡易填埋場污染現(xiàn)狀調(diào)查及其滲濾液處理技術(shù)（多介質(zhì)層系統(tǒng)）研究    管益東

秸稈燃料鍋爐受熱面高溫腐蝕機(jī)制及防護(hù)研究    張小輝

生物質(zhì)常溫開模成型機(jī)及其快捷設(shè)計方法研究    張海鷹

生物質(zhì)（秸稈）成型燃料燃燒設(shè)備研制及試驗研究    劉圣勇

我國農(nóng)村秸稈成型燃料規(guī)?；夹g(shù)研究    樊峰鳴

農(nóng)業(yè)廢棄物熱解特性的研究    唐京禧

生物質(zhì)熱裂解制取生物油的研究    孫玉鳳

生物質(zhì)電廠燃料供應(yīng)系統(tǒng)的模擬與優(yōu)化    俞宏德

75t/h秸稈鍋爐過熱器積灰數(shù)值模擬研究    王海

環(huán)模式秸稈壓塊機(jī)致密成型機(jī)理研究    寧鵬輝

玉米秸稈力學(xué)模型及壓縮成型設(shè)備研究    陳聲顯

新型多頭式秸稈成型設(shè)備的數(shù)值模擬與研制    章長榮

生物質(zhì)混燃煤粉爐及旋流燃燒器的設(shè)計研究    賈兆鵬

中國生物質(zhì)固體成型燃料及爐具產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈整合研究    孫雨葭

懸掛式森林細(xì)小生物質(zhì)顆粒燃料成型機(jī)的設(shè)計與研究    方官麗

在層燃鍋爐上型煤燃燒的試驗研究    王方,韓錦珠

煤的揮發(fā)分釋放特性指數(shù)及燃燒特性指數(shù)的確定    陳建原,孫學(xué)信

金屬化合物對煤矸石燃燒動力學(xué)特性的影響    張全國,馬孝琴,劉圣勇,張連喜,寧曉峰,呂書凡,陳開碇

發(fā)展工業(yè)鍋爐專用潔凈型煤    黃學(xué)成

生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)的評價    張無敵,夏朝鳳,宋洪川

型煤發(fā)展的回顧與展望    李師侖

橡膠木材的性質(zhì)及其炭化    馬元庚;郁金霞;

工業(yè)型煤的燃燒特性    王方;

生物可燃廢棄物間歇成型過程的研究    周佩成，安立人，高柱天，張洪程，李春輝

一元回歸方程的建立和選優(yōu)    王春光;竇衛(wèi)國;

農(nóng)村秸稈固化成型技術(shù)的開發(fā)利用    史學(xué)友;

重視農(nóng)村秸稈的能源利用    楊世基

玉米秸稈成型燃料生命周期評價    朱金陵;王志偉;師新廣;楊樹華;何曉峰;雷廷宙;

秸稈壓縮成型實驗與分析    邢蕾,王述洋,劉向東,劉春山

秸稈能源利用模式分析及進(jìn)展    李歡;楊仁斌;陳亮;

秸稈墻體材料的發(fā)展現(xiàn)狀以及前景展望    李崢;郝翠麗;

生物質(zhì)能(秸稈)發(fā)電技術(shù)的展望    劉平

“秸稈能源”在長三角破題    

秸稈生物質(zhì)燃料鍋爐的設(shè)計實踐    劉惠寧;

氯氧鎂水泥制作秸稈板材的試驗研究    馬欣;

秸桿固化成型燃料開發(fā)利用初探    李泉臨;秦大東;

秸稈成型燃料加工技術(shù)發(fā)展趨勢    肖宏儒;陳永生;宋衛(wèi)東;

變廢液為肥料 實現(xiàn)秸稈返田    王飛;李華;孫超;李長云;

河南省秸稈資源綜合利用現(xiàn)狀分析及建議    劉亞平;魏蒙關(guān);李洪岐;

江蘇生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)最新進(jìn)展    李榮剛;王飛;

秸稈在土壤中的養(yǎng)分釋放動態(tài)研究    溫明霞;林德枝;易時來;李學(xué)平;孟濤;石孝均;

秸稈環(huán)保超強(qiáng)木地板及制造方法的研究    杜建;安成立;冀煒;張永科;常宗堂;邢宏宜;賈濤;王俊峰;王天泉;惠建忠;孫茂田;王曉梅;

秸稈氧化氣化氣不宜做炊事燃?xì)?nbsp;   孫明湖;咸惠軍;南方;

江蘇規(guī)范有序管理生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)    李榮剛;蔣福龍;

秸稈預(yù)處理技術(shù)對比研究    周禮;吳達(dá)科;謝春燕;

秸稈開始“變廢為寶”    本報記者 潘熱新

吃進(jìn)秸稈 吐出“煤餅”    勵蓉蓉

秸稈發(fā)電：多贏產(chǎn)業(yè)為何冷眼相看    古文洪

秸稈壓塊飼料有啥優(yōu)勢    

我市為秸稈找到五條出路    

蔬菜“吃”秸稈產(chǎn)量高    本報記者 蘭俊君 實習(xí)生 吳明新

秸稈可作清潔能源    李玉芳　閆艷 高杰

秸稈燒出貴過大米的“超低炭”    顧日升 袁開建

我省“秸稈法規(guī)”正式出臺    

6月1日起露天焚燒秸稈將受罰    記者 許兵 通訊員 楊麗

生物質(zhì)（秸稈）成型燃料燃燒動力學(xué)特性及液壓秸稈成型機(jī)改進(jìn)設(shè)計研究    馬孝琴

生物質(zhì)（秸稈）成型燃料燃燒設(shè)備研制及試驗研究    劉圣勇

生物質(zhì)（秸稈）氣合成甲醇工藝及動力學(xué)研究    朱靈峰

生物質(zhì)（秸稈）纖維燃料乙醇生產(chǎn)工藝試驗研究    宋安東

影響秸稈營養(yǎng)價值的作物學(xué)因素及復(fù)合化學(xué)處理的效果研究    閆貴龍

楔環(huán)連接結(jié)構(gòu)靜力接觸行為與動力學(xué)特性研究    趙榮國

秸稈熱化學(xué)液化工藝和機(jī)理的研究    梁凌云

蚯蚓活動對稻麥輪作土壤氮、磷的影響    王霞

秸稈干燥過程的實驗研究與理論分析    雷廷宙

超微化秸稈粉體物性微觀結(jié)構(gòu)及光合生物產(chǎn)氫實驗研究    岳建芝

秸稈固態(tài)發(fā)酵酒精的研究    李雪

秸稈壓塊飼料機(jī)勻料充型區(qū)的物流分析與計算機(jī)仿真    隋美麗

白腐菌降解秸稈木素及飼料化研究    齊剛

秸稈對球形棕囊藻生長的抑制作用及其機(jī)理研究    高潔

北方地區(qū)玉米秸稈復(fù)合堿化和快速氨化技術(shù)及其在幼羊生長中應(yīng)用的研究    賀永惠

秸稈發(fā)酵劑的研究    蔡興旺

棉稈壓縮成型特性的試驗研究    徐新惠

秸稈作為再燃燃料對NOx生成影響的數(shù)值模擬    張麗麗

玉米收獲機(jī)秸稈切碎刀的試驗研究    宋芳

用于制有機(jī)磷肥的稻草快速降解工藝研究    申建美