流化床干燥生物质秸秆的实验研究

【摘要】： 农作物秸秆是我国农村常见的农业废弃物,具有可再生、分布广、资源量大等特点,此类生物质原料的能源化利用对于改善我国的能源结构、保障能源安全、降低环境污染具有十分重要的意义。近十年来,生物质秸秆能源的开发应用技术研究得到了大力发展,但由于刚收获的秸秆含湿量都在50%～70%,无论是秸秆能源的哪种利用方式(气化、液化、固化等),都需要对其进行干燥,使其含湿量降到15%以下才可利用。因此,国家“十五”“863”计划项目“生物质气化发电优化系统及其示范工程”的子课题“农业废弃物流化床气化过程预处理技术研究”把在生物质能源中占主导地位的农作物秸秆的快速、高效干燥作为一个重要内容开展研究。 流化床技术由于具有传热效率高、温度均匀、密封性能好等优点而在化工、轻工、医药、食品以及建材工业都得到广泛应用。本文全面系统地进行了秸秆的各种理化特性、热重特性和等温干燥特性实验,归纳了这些特性对秸秆干燥过程的影响;在此基础上,主要利用流化床干燥技术对油菜秸秆的流化特性和等温干燥特性进行了研究。首先,利用有机玻璃流化床试验台进行了油菜秸秆的冷态流化实验,分析了秸秆粒径、长度、床层高度等因素对秸秆流化特性的影响,得出秸秆的合适流化粒径、临界流化速度;然后对油菜秸秆进行了等温干燥实验,获得了不同风温、风速、初含湿量下的等温干燥曲线,分析了它们的共同点和不同点;根据试验数据进行理论推导,利用Page方程进行数学模拟并与实验数值加以比较,找出适合秸秆的干燥数学模型;在此定性描述的基础上,用SPSS数据分析软件对风温、风速、初含湿量与干燥速率之间的相关性进行了显著性检验和偏相关性分析,得出了它们与干燥速率之间的定量偏相关系数,它们对干燥特性的影响效果,这对秸秆的规模化工业利用将有重大的指导意义。 【关键词】：秸秆 流化床 等温干燥 Page方程 数学模型 偏相关系数
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TK6
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-33
• 1.1 生物质秸秆资源概述10-19
• 1.1.1 我国可开发的生物质资源10-12
• 1.1.2 利用生物质能源的意义12-14
• 1.1.3 生物质能转化利用技术14-15
• 1.1.4 我国农作物秸秆利用现状15-19
• 1.2 流化床干燥概述19-27
• 1.2.1 流化床技术基础19-23
• 1.2.2 流化床干燥研究现状23-27
• 1.3 干燥理论相关研究27-29
• 1.4 本论文的提出背景及研究内容29-33
• 1.4.1 本论文的提出背景29-31
• 1.4.2 本论文的研究内容31-33
• 第二章 秸秆理化特性和热重特性实验研究33-44
• 2.1 秸秆的理化特性试验33-36
• 2.1.1 秸秆自然晾晒时的失水实验33-34
• 2.1.2 秸秆的工业分析34
• 2.1.3 秸秆的元素分析34-35
• 2.1.4 秸秆的发热量实验35
• 2.1.5 秸秆理化特性总结35-36
• 2.2 秸秆的热重特性实验研究36-44
• 2.2.1 实验目的与实验对象36
• 2.2.2 主要实验仪器36-38
• 2.2.3 主要实验步骤38-40
• 2.2.4 热重分析特征值点的确定40
• 2.2.5 秸秆的热重曲线40-42
• 2.2.6 实验结果分析42-44
• 第三章 秸秆的冷态流化实验44-55
• 3.1 理论基础44-49
• 3.1.1 流化曲线—压强降和流速的关系44-45
• 3.1.2 流化床的气体动力学45-49
• 3.2 实验部分49-53
• 3.2.1 实验目的与实验对象49-50
• 3.2.2 实验仪器与实验步骤50-51
• 3.2.3 流化特性曲线与分析51-53
• 3.3 本章小结53-55
• 第四章 秸秆的流化床干燥实验55-89
• 4.1 干燥理论模型55-60
• 4.1.1 粒状物料干燥过程中的传热传质分析55-56
• 4.1.2 干燥理论模型56-60
• 4.2 秸秆的烘箱干燥实验60-64
• 4.2.1 实验目的与实验条件60
• 4.2.2 烘箱干燥曲线分析60-64
• 4.3 油菜秸秆的流化床干燥实验研究64-83
• 4.3.1 实验目的与实验条件64
• 4.3.2 实验装置与实验步骤64-65
• 4.3.3 油菜秸秆的等温干燥曲线分析65-66
• 4.3.4 不同含湿量下秸秆等温干燥曲线分析66-73
• 4.3.5 不同风速下油菜秸秆的等温干燥曲线对比分析73-76
• 4.3.6 温度对干燥时间的影响效果分析76-81
• 4.3.7 初含湿量对干燥时间的影响效果分析81-82
• 4.3.8 不同风速对干燥时间的影响82-83
• 4.4 理论分析83-87
• 4.4.1 Page方程数值模拟83-85
• 4.4.2 各参数与干燥速率的偏相关性分析85-87
• 4.5 本章小结87-89
• 第五章 结论与展望89-91
• 5.1 全文总结89-90
• 5.2 工作展望90-91
• 参考文献91-95
• 致谢95-96
• 硕士期间发表的学术论文96

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