【摘要】：在能源資源利用過程中，化石能源因其儲量有限、不可再生性及對環(huán)境的污染性等嚴(yán)重影響著人們的用能安全，為此國內(nèi)外研究者致力于尋找可替代能源。生物質(zhì)儲能巨大、分布廣泛、可再生及對環(huán)境污染小，被公認(rèn)為化石燃料的最有潛力的替代能源，故研究生物質(zhì)的能源化利用，對緩解能源危機(jī)、改善環(huán)境等有重要作用。 我國海洋面積遼闊，海藻產(chǎn)量居世界之首，作為農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)殘余物秸稈產(chǎn)量甚高，而毛豆稈在秸稈中比例很大，故選取海藻及毛豆稈作為研究研究對象具有代表性。 本文分別利用干燥箱、管式爐、微波爐、熱重分析儀和灰熔融測試儀對毛豆稈和海藻的干燥、熱解和燃燒特性進(jìn)行研究，為海藻和毛豆稈的能源化生產(chǎn)過程提供理論基礎(chǔ)和研究依據(jù)。 通過對海藻、毛豆稈的不同初始含水率、干燥劑含量及干燥溫度對物料干燥特性的影響研究可知，初始含水率越低，干燥速率越大。海藻和毛豆稈初始含水率為60%與15%相比，單位產(chǎn)量海藻所需的干燥時(shí)間高3.83倍，而毛豆稈的對應(yīng)值為5.53倍。當(dāng)干燥劑添加量為10%和15%時(shí)，單位產(chǎn)量海藻所需的干燥時(shí)間分別是未添加干燥劑時(shí)的1.96和5.08倍。干燥溫度為100℃、110℃和120℃時(shí)，海藻的平均干燥速率比干燥溫度為90℃時(shí)分別高9.20%、47.71%和61.97%，毛豆稈的平均干燥速率比干燥溫度為90℃時(shí)高11.90%、51.19%和153.74%。不同干燥溫度下，海藻干燥的活化能小于毛豆稈干燥的活化能，相比之下更容易干燥。 以毛豆稈為實(shí)驗(yàn)原料，研究不同熱解溫度、物料和金屬氧化物催化劑對毛豆稈熱解產(chǎn)生的可燃?xì)猓–O、H2）生成特性和最終失重率的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，提高熱解溫度，可燃?xì)獾漠a(chǎn)量和最終失重率增大；高溫?zé)峤鈺r(shí)，毛豆稈粒徑對熱解的影響很小，最終失重率維持在約9.3%；金屬氧化物Al2O3、Fe2O3、Ni2O3和CaO催化熱解毛豆稈，可提高可燃?xì)獾漠a(chǎn)量，但會減小最終失重率，減小率最大可達(dá)9.84%。 研究了不同微波功率、不同金屬氧化物和不同金屬鹽對海藻微波熱解的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，提高微波功率會增大海藻升溫速率和終溫，微波功率為2250W比750W時(shí)，固相產(chǎn)率降低22.05%，氣相產(chǎn)率升高39.45%。分別添加5%CuO和MgO后，固相和液相產(chǎn)率最大降幅分別為14.35%和11.04%，添加CuO和MgO后，電能消耗量分別提高1.44%、降低40.76%。分別添加5%MgCl2、ZnCl2和NaH2PO3后，固相產(chǎn)率分別提高3.98、1.13和2.31%，液相產(chǎn)率分別提高了6.3、16.92和0.71%，微波吸收效果為ZnCl2＞NaH2PO3＞MgCl2。 利用熱重分析儀對海藻和毛豆稈的不同混合比（0:100、15:85、30:70、45:55和100:0）情況下的燃燒特性進(jìn)行研究可知，揮發(fā)分析出速率大于固定碳燃燒速率，隨著海藻量提高，著火溫度逐漸降低，最大相差11.99%，燃盡溫度逐漸提高，最大增幅為32.27%。隨著溫度的升高，灰錐體積不斷減小，在此過程中會多次經(jīng)歷收縮和膨脹的過程，特別是達(dá)到半球溫度之后，達(dá)到流動溫度之前表現(xiàn)得更明顯。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：S216

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2769950