生物质颗粒燃料热风点火特性的实验研究

发布时间：2020-04-01 13:38

【摘要】：生物质能是植物通过光合作用将太阳能以固态形式储存在生物质内部的能量,主要包括农林业废弃物、水生植物、油科植物以及城市工业有机废物等。生物质颗粒成型燃料是将原料经过粉碎、烘干、混合和挤压等工艺流程,制成棒状、块状的形态,具有密度大、体积小、易储存等优点。当前我国从多能源共同发展的角度加大了生物质成型颗粒燃烧炉具的推广。颗粒点火一直是炉具设备开发的关键,现有炉具点火方式时间长、点火成功率低等问题,大大制约了炉具设备的推广进度。本文着重研究热风加热方式对颗粒着火的影响。首先,通过对生物质粉末的热解,对比不同升温速率下的生物质失重规律,同时实验了不同氧气浓度对生物质热化学反应的影响;其次,在颗粒点火实验中,研究了不同热风参数对木柴、棉杆、玉米秆颗粒着火时间和着火位置的影响,得到木柴着火难度最小,棉杆最大;利用红外测温仪研究热风下棉杆颗粒表面温度变化情况;最后,根据单颗粒着火规律,结合炉具情况,提出分步点火方案,在原有炉具上加设一单体生物质颗粒点火管,先将部分颗粒以热风方式点火,再送入炉膛中成为热源点燃炉具。通过热风对颗粒加热规律的研究为点火管的设计提供依据,确定了点火管热风点火的各参数的应用最佳值。将点火管与炉具结合,使炉具的点火成功率提高至100%,点火时间缩短到8~12min,解决了传统生物质颗粒炉具的点火问题。
【图文】：

分布图,生物质能源,农林业,废弃物

及意义能是植物通过光合作用将太阳能以固态形式保留继而储存在包括：农林业废弃物（如图 1.1）、水生植物、油科植物以及方工业革命以前，生物质是人类生产生活中的主要能量来源和天然气之后的全球第四大消费能源，占有很大的比重[3]。0%的石油将在 21 世纪末消耗殆尽，占 25%的煤炭随着开采下降，导致使用成本逐年上升，燃煤所引起的环境问题也越技术的发展提供了机遇，与生物质利用相关的先进技术研发境的改善提供了良好的选择，是 21 世纪能源发展的主攻方 21 世纪中期，利用新技术对生物质能源的使用和再开发将上[5]。

生物质热解,反应产物

以及热自燃理论进行相关的阐述。质热解理论物质热解过程质热解是由能量驱动的化学反应，生物质受热，颗粒内自由水分蒸发，部裂解，生成固定炭和挥发分[38]。随着热量的传递，热解反应从外到内，初定炭、初级裂解产物、挥发性气体；随着裂解进程的深入，颗粒由于挥发部呈现多孔形态，在空隙间，初级裂解产物进一步裂解，形成不可冷凝气的热解油，逸出的挥发分气体在析出过程中会再次发生裂解反应[39]。挥发和逸出后发生的裂解均属于生物质二次裂解，二次裂解又改变了颗粒内部影响到整个裂解进程。当温度越高，气态产物停留时间越长，气体的二次显，，最终生物质经过多次裂解后生成三相产物（如图 2.1），分别是固相的、液相的植物油以及气相的小分子混合气体[40]。
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK6

【参考文献】