農(nóng)作物秸稈固體成型預(yù)處理研究

【摘要】：隨農(nóng)作物秸稈固體成型技術(shù)在我國(guó)的推廣應(yīng)用,更多遺棄的農(nóng)作物秸稈得到較好的能源化利用。但我國(guó)農(nóng)作物秸稈來源廣泛,渠道分散,造成物料中雜質(zhì)含量較高,且多種物料混雜,另我國(guó)農(nóng)作物常利用塑料地膜覆蓋技術(shù),造成農(nóng)作物秸稈中混入較多殘地膜。這些因素影響固體成型加工穩(wěn)定性,影響成型設(shè)備的壽命,也影響成型燃料的理化特性和燃燒特性。本課題研究農(nóng)作物秸稈固體成型的預(yù)處理階段,研究雜質(zhì)的來源與分類、去除機(jī)制及除雜設(shè)備,研究物料混配機(jī)理、混配方案。研究混雜殘地膜秸稈的燃燒特性,研究其固體成型為燃料后的燃燒排放特性。獲得如下結(jié)論與成果： 1)研究農(nóng)作物秸稈固體成型物料雜質(zhì)及除雜模式。雜質(zhì)分為金屬、塑料織物、5mm的砂石及5mm的粉塵等。雜質(zhì)來源主要有收獲,運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的雜質(zhì)，總含量約為0.3%,因場(chǎng)地清理等管理問題帶來的雜質(zhì),試驗(yàn)中雜質(zhì)含量達(dá)3%以上。農(nóng)作物秸稈物料中雜質(zhì),可以磁鐵除去磁性金屬雜質(zhì),以絞龍除去塑料織物等軟質(zhì)雜質(zhì),5mm的砂石雜質(zhì)可用氣體分選裝置去除,5mm的粉塵可用滾筒篩分去除。 2)研究農(nóng)作物秸稈物料粉塵雜質(zhì)的滾筒篩分,確定篩分參數(shù)。農(nóng)作物秸稈物料篩分中,滾筒篩轉(zhuǎn)速范圍為20～32r/min、傾角范圍為3-9°最佳,長(zhǎng)徑比可根據(jù)篩分率要求在文中所得擬合曲線進(jìn)行選擇。 3)對(duì)農(nóng)作物秸稈混配燃燒特性及動(dòng)力學(xué)分析進(jìn)行了研究。加入花生殼的混配物料,在揮發(fā)分階段的活化能有所降低,燃燒的劇烈程度降低,其燃燒特性及動(dòng)力學(xué)參數(shù)受花生殼的影響較大；加入小麥秸的混配物料燃燒穩(wěn)定特性有變差趨向,其燃燒特性及動(dòng)力學(xué)參數(shù)受小麥秸的影響較小。 4)農(nóng)作物秸稈混配固體成型特性研究?；ㄉ鷼さ奶砑痈纳屏酥髟嫌衩捉盏某尚吞匦?小麥秸的添加對(duì)于主原料玉米秸成型特性的改善效果不明顯。添加花生殼輔料的正交實(shí)驗(yàn)表明,花生殼輔料添加比重的較佳范圍為10%-20%,混配物料的水分含量較佳范圍為21%-24%。 5)秸稈與地膜混合燃燒排放與殘留的分析研究?；旌衔锪弦蚣尤霘埖啬?其綜合燃燒特性得到改善；混合物料與殘地膜燃燒相比,燃燒著火點(diǎn)降低,燃燒時(shí)間變長(zhǎng),燃燒更易控制,燃燒充分,可減少發(fā)煙量；混合物料在成型為固體成型顆粒燃料后在正常燃燒條件下,CO、SO2、NOx三種氣體排放大大降低,改善對(duì)環(huán)境的影響程度。 【關(guān)鍵詞】：農(nóng)作物秸稈 固體成型 雜質(zhì) 滾筒篩分 混配
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TK6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-10
• 插圖清單10-12
• 表格清單12-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.1 研究目的和意義13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-20
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀14
• 1.2.2 生物質(zhì)加工工藝路線14-18
• 1.2.3 生物質(zhì)成型設(shè)備及配套設(shè)備研究18-20
• 1.2.4 存在的問題20
• 1.3 研究?jī)?nèi)容和方法20-23
• 1.3.1 研究目標(biāo)20
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容20-21
• 1.3.3 技術(shù)路線21-23
• 第二章 農(nóng)作物秸稈固體成型物料雜質(zhì)研究23-37
• 2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及方法23-25
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)樣品采集23-24
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備24
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)方法及結(jié)果24-25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析25-29
• 2.2.1 不同粒徑篩分物料低位熱值分析25-26
• 2.2.2 雜質(zhì)類型、物理特性及含量分析26-27
• 2.2.3 各料堆底部、中部與頂部雜質(zhì)分析27-29
• 2.2.4 玉米秸存放一年的料堆及上料口處各類雜質(zhì)含量分析29
• 2.3 雜質(zhì)去除模式29-34
• 2.3.1 粉塵雜質(zhì)去除模式30
• 2.3.2 砂石雜質(zhì)去除模式30-31
• 2.3.3 秸稈物料除雜及氣力輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)31-34
• 2.4 本章小結(jié)34-37
• 第三章 農(nóng)作物秸稈物料粉塵雜質(zhì)滾筒篩分研究37-51
• 3.1 農(nóng)作物秸稈物料玉米秸與花生殼的物理特性研究37-40
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)原料與方法37-40
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器40
• 3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論40-50
• 3.2.1 篩分應(yīng)用41-42
• 3.2.2 篩分原理42-44
• 3.2.3 篩分試驗(yàn)設(shè)備44-50
• 3.3 本章小結(jié)50-51
• 第四章 農(nóng)作物秸稈混配燃燒特性及動(dòng)力學(xué)分析51-63
• 4.1 實(shí)驗(yàn)樣品與方法51-52
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)樣品51-52
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)方法—熱重分析52
• 4.2 結(jié)果與討論52-61
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果—熱重分析54-55
• 4.2.2 混配物料燃燒指數(shù)分析55-57
• 4.2.3 混配物料動(dòng)力學(xué)分析57-61
• 4.3 本章小結(jié)61-63
• 第五章 農(nóng)作物秸稈混配固體成型特性研究63-75
• 5.1 材料與方法63-65
• 5.1.1 試驗(yàn)設(shè)備與原料63-64
• 5.1.2 試驗(yàn)方法64-65
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論65-73
• 5.2.1 不同含水率玉米秸稈空白樣成型實(shí)驗(yàn)65-66
• 5.2.2 不同含水率與不同比重花生殼或玉米秸輔料添加成型實(shí)驗(yàn)66-67
• 5.2.3 添加不同比例輔料對(duì)混配物料生產(chǎn)率的影響67-68
• 5.2.4 添加不同比例輔料對(duì)混配物料成型率與機(jī)械耐久性的影響68-70
• 5.2.5 實(shí)際生產(chǎn)率70-71
• 5.2.6 正交試驗(yàn)分析71-73
• 5.3 本章小結(jié)73-75
• 第六章 秸稈與地膜混合燃燒排放與殘留的分析研究75-85
• 6.1 實(shí)驗(yàn)部分76-77
• 6.1.1 實(shí)驗(yàn)原料76
• 6.1.2 試驗(yàn)儀器與方法76-77
• 6.2 殘地膜與秸稈混合物料熱重實(shí)驗(yàn)77-81
• 6.3 混配物料燃燒排放分析81-83
• 6.4 混配物料燃燒灰渣金屬元素分析83-84
• 6.5 本章小結(jié)84-85
• 第七章 結(jié)論與建議85-89
• 7.1 結(jié)論85-86
• 7.2 創(chuàng)新點(diǎn)86
• 7.3 建議86-89
• 參考文獻(xiàn)89-97
• 致謝97-99
• 個(gè)人簡(jiǎn)介99

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