秸稈氣化技術(shù)及設(shè)備研究

【摘要】： 隨著化石燃料資源的日益減少以及化石燃料燃燒對環(huán)境造成的污染日趨嚴(yán)重,尋找可再生能源被提到了一定的日程。生物質(zhì)能是可再生能源重要的組成部分,資源十分豐富,是取之不竭的可再生能源。其合理、高效開發(fā)利用,對解決人類的能源危機(jī)和改善人們生存環(huán)境起著十分積極作用。中國作為農(nóng)業(yè)大國,具有豐富的農(nóng)作物秸稈生物質(zhì)資源,每年秸稈量超過8億噸,由于沒有合理處理,造成很大的資源浪費(fèi)以及環(huán)保問題,因此對秸稈資源加以利用對于緩解我國能源緊缺的狀況,緩解環(huán)境壓力具有重要的意義。 本文從秸稈原料熱化學(xué)特性和原料燃燒動(dòng)力學(xué)研究出發(fā),以玉米秸稈、小麥秸稈為研究對象,建立秸稈燃燒動(dòng)力學(xué)模型并確定相關(guān)參數(shù),從而能夠動(dòng)態(tài)地描述固體燃料燃燒全過程的失重情況及燃燒特征參數(shù)的變化規(guī)律。并研究了秸稈種類、升溫速率、空氣供給量、燃料質(zhì)量、密度等對秸稈燃燒動(dòng)力學(xué)特性及燃料燃燒速度的影響。 氣化是秸稈能源化利用的一條有效新途徑,由于作物秸稈原料灰分高、固定碳含量低、產(chǎn)氣率低、氣化和燃?xì)鈨艋容^困難。燃?xì)鉄嶂档?、焦油含量?成為制約秸稈氣化技術(shù)發(fā)展的決定性因素。譬如焦油含量能占?xì)饣瘹饪偰芰康?%～15%,焦油具有強(qiáng)烈的腐蝕特性,會造成設(shè)備、管道的腐蝕;如果焦油直接排放,這部分能量就被白白地浪費(fèi)掉了,造成環(huán)境的污染。本文著手于秸稈氣化原理、秸稈氣化設(shè)備、影響秸稈氣化因素等幾個(gè)方面進(jìn)行分析。通過溫度、催化劑、氣壓、空氣當(dāng)量及氣化設(shè)備等諸因素對焦油含量的影響的分析,從而找到一種對氣化過程中焦油進(jìn)行適當(dāng)處理的途徑,以促進(jìn)秸稈氣化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程,取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 以玉米秸稈壓塊為氣化燃料,研究堿金屬等化學(xué)元素、含水率、灰分粒度、壓塊成型尺寸、成型密度特性對氣化過程、氣化產(chǎn)率、燃?xì)赓|(zhì)量的影響。根據(jù)燃燒動(dòng)力學(xué)、傳熱學(xué)等原理、氣化爐的氣化性能指標(biāo)為衡量標(biāo)準(zhǔn),對氣化設(shè)備核心部件及凈化系統(tǒng)進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)。增設(shè)內(nèi)膽外側(cè)環(huán)形氣道及均布噴嘴,實(shí)現(xiàn)氣化劑的預(yù)熱和均勻供氣;采用旋轉(zhuǎn)錐形爐柵,加大落灰面積,提高落灰速率,減少壓塊燃料的結(jié)渣、搭橋現(xiàn)象的發(fā)生;增設(shè)催化劑容器,以為白云石催化劑,以加大焦油裂解程度;采用改進(jìn)的旋風(fēng)分離器、迷宮式凈化管道及兩級鋼絲網(wǎng)凈化裝置,降塵除灰、去除焦油、凈化燃?xì)狻? 【關(guān)鍵詞】：熱化學(xué)特性 燃燒動(dòng)力學(xué) 秸稈氣化 氣化爐 凈化系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TK6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 引言10-14
• 1.1 研究背景10
• 1.2 研究的目的和意義10-11
• 1.3 生物質(zhì)氣化技術(shù)發(fā)展概況11-12
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀綜述11-12
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀綜述12
• 1.4 農(nóng)作物秸稈氣化技術(shù)存在的問題12-13
• 1.5 本課題研究的主要內(nèi)容13-14
• 2 秸稈燃料燃燒動(dòng)力學(xué)特性研究14-21
• 2.1 秸稈燃料燃燒動(dòng)力學(xué)模型的建立14-17
• 2.2 燃燒動(dòng)力學(xué)模型相關(guān)參數(shù)確定17-18
• 2.3 秸稈燃料燃燒速度的影響因素分析18-20
• 2.3.1 秸稈成型燃料的燃燒機(jī)理18
• 2.3.2 影響燃燒速度因素分析18-20
• 2.4 小結(jié)20-21
• 3 秸稈氣化原理研究21-34
• 3.1 秸稈氣化原理21-23
• 3.1.1 氣化基本原理21
• 3.1.2 氣化介質(zhì)21-22
• 3.1.3 氣化的基本熱化學(xué)反應(yīng)22-23
• 3.1.4 氣化經(jīng)歷的幾個(gè)基本過程23
• 3.2 現(xiàn)行的秸稈氣化設(shè)備23-25
• 3.2.1 固定床氣化爐24-25
• 3.2.2 流化床氣化爐25
• 3.3 秸稈氣化過程中的影響氣化指標(biāo)的因素分析25-30
• 3.3.1 氣化設(shè)備對氣化指標(biāo)影響分析26
• 3.3.2 物料特性對氣化指標(biāo)影響分析26-27
• 3.3.3 氣化介質(zhì)對氣化指標(biāo)影響分析27-28
• 3.3.4 氣化溫度對氣化指標(biāo)影響分析28-29
• 3.3.5 供風(fēng)量對氣化指標(biāo)影響分析29
• 3.3.6 催化劑對氣化指標(biāo)影響分析29-30
• 3.4 秸稈氣化過程中影響焦油含量因素分析30-33
• 3.4.1 秸稈燃料的基本特性30
• 3.4.2 燃?xì)庵薪褂偷慕M成成分30
• 3.4.3 影響焦油含量的因素分析30-33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 4 秸稈氣化設(shè)備核心裝置的研究設(shè)計(jì)34-50
• 4.1 氣化爐定型及壓塊燃料成型設(shè)備34-35
• 4.1.1 氣化爐的定型34-35
• 4.2 下吸氣化爐氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)35-44
• 4.2.1 玉米、小麥秸稈特性分析37-38
• 4.2.2 壓塊燃料成型技術(shù)參數(shù)38-41
• 4.2.3 氣化強(qiáng)度41
• 4.2.4 氣化效率41-42
• 4.2.5 空氣當(dāng)量42-43
• 4.2.6 燃?xì)赓|(zhì)量43
• 4.2.7 氣化爐的輸出功率43-44
• 4.3 氣化核心部件的設(shè)計(jì)44-49
• 4.3.1 供風(fēng)裝置44
• 4.3.2 爐柵設(shè)計(jì)44-45
• 4.3.3 喉部及幾何尺寸設(shè)計(jì)45
• 4.3.4 噴嘴及幾何尺寸設(shè)計(jì)45-46
• 4.3.5 凈化裝置設(shè)計(jì)46-49
• 4.4 下吸式氣化爐試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 5 結(jié)論50-52
• 5.1 研究結(jié)論50-51
• 5.2 展望51-52
• 參考文獻(xiàn)52-55
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文55-56
• 作者簡歷56-57
• 致謝57

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八種原料及其主成份熱解的研究——木材熱解機(jī)理初探    余瑋,吳新華

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農(nóng)作物秸稈加工成飼料的幾種新技術(shù)    周如太

稻殼煤氣作為煤氣機(jī)燃料的研究和實(shí)踐    顧堯臣,費(fèi)叔明,張聲儉

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秸稈氣化及集中供氣系統(tǒng)應(yīng)用前景廣闊    

秸稈氣化集中供氣技術(shù)在農(nóng)村地區(qū)的應(yīng)用    蔡金國

秸稈氣化集中供氣工程推廣應(yīng)用效益顯著    李華林,楊玉法

高寒地區(qū)應(yīng)用秸稈氣化集中供氣技術(shù)初探    鄂佐星,張財(cái),朱偉

秸稈氣化集中供氣系統(tǒng)安全事故分析    谷震昭,郭東彥,張連和

秸桿氣化集中供氣是一個(gè)大有前途的新產(chǎn)業(yè)──萊州秸稈氣化集中供氣示范項(xiàng)目考察觀感    周篁

淺談秸稈氣化集中供氣技術(shù)的推廣與應(yīng)用    劉軍;

綜合利用是秸稈氣化長期運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)保證    南方;杜延紅;李瑜;何洪;

關(guān)于玉米秸稈綜合利用的探討    閻文圣;陳穎;

鶴壁市推廣農(nóng)作物秸稈機(jī)械還田技術(shù)發(fā)展對策    琚合生;楊東英;

綜合利用是秸稈氣化長期運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)保證    咸惠軍;孫明湖;南方;

秸稈氣化集中供氣項(xiàng)目的外部性、影響因素及發(fā)展對策    曹光喬;張宗毅;陳永生;

秸稈綜合利用技術(shù)進(jìn)展研究    楊鐵軍;曹巨輝;汪宏濤;薛明;夏亮;胡柏;

秸稈氣化技術(shù)及設(shè)備的研究與應(yīng)用    謝祖琪;

農(nóng)村有機(jī)廢棄物資源及能源轉(zhuǎn)化效率評價(jià)    張無敵;李云;尹芳;李建昌;徐銳;陳玉保;許玲;毛羽;

發(fā)展生物質(zhì)能源是農(nóng)村環(huán)境建設(shè)的重要內(nèi)容    張金香;錢金娥;

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兩人燒火全村做飯    通訊員 王貴鎖 記者 于更生

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不見炊煙起 但聞飯菜香    本報(bào)記者 朱寶才張冬凡

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新能源展區(qū)將成新亮點(diǎn)    記者 郝雷 福仁

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秸稈氣化集中供氣工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析    王紅彥

固定床秸稈氣化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與性能試驗(yàn)研究    李發(fā)權(quán)

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