【摘要】：我國是農(nóng)業(yè)大國,每年農(nóng)業(yè)剩余物的產(chǎn)生量十分巨大,但是利用率低,大多數(shù)只能就地燃燒,不僅對環(huán)境造成污染,還導(dǎo)致能源的浪費。農(nóng)業(yè)剩余物屬木質(zhì)纖維素類原料,在炭化利用方面前景廣闊。本文以自制的連續(xù)熱解設(shè)備進(jìn)行熱解實驗,以得到的油茶殼炭粉作為主要材料,應(yīng)用萬能試驗機(jī)對加入不同比例黏結(jié)劑的油茶殼炭粉進(jìn)行壓縮成型,研究成型參數(shù)以及黏結(jié)劑的添加量對炭粉成型顆粒的擠出密度、松弛密度、徑向抗壓力、比能耗的影響規(guī)律。利用掃描電鏡來分析油茶殼炭粉顆粒燃料的微觀結(jié)構(gòu),利用熱重分析儀對比油茶殼炭粉成型前后的燃燒性能。主要研究內(nèi)容如下:(1)工藝條件對成型燃料品質(zhì)的影響利用萬能試驗機(jī)將熱解得到的油茶殼炭粉擠壓成柱狀燃料,通過改變不同的成型壓力、成型溫度、物料的含水率,擠壓成型,測試成型后的油茶殼炭粉顆粒的徑向抗壓力、擠出密度、松弛密度、比能耗。結(jié)果表明:成型壓力的增大可以提高成型顆粒的品質(zhì),但成型壓力的增大使耗能增加,成型壓力在6~8k N時效果較好。隨著成型溫度的升高,物料中的水分不斷蒸發(fā)減少,黏結(jié)劑的性質(zhì)亦發(fā)生變化,成型溫度在80~100℃時效果較好。隨著物料含水率的增加能耗降低,但是水分添加量過多成型質(zhì)量變差,最佳含水量范圍為15%~20%。(2)不同黏結(jié)劑對成型燃料的影響本試驗的黏結(jié)劑選用纖維素、木質(zhì)素、氧化淀粉,研究在成型壓力為6k N、成型溫度為80℃、物料含水量為20%、不同黏結(jié)劑以及添加量不同對成型顆粒的影響。以氧化淀粉作為黏結(jié)劑的成型燃料外表平滑,密度大。選用木質(zhì)素作為黏結(jié)劑的成型燃料的徑向抗壓力較大。氧化淀粉和木質(zhì)素均可作為油茶殼炭粉成型的黏結(jié)劑。利用掃描電鏡對加入不同種類黏結(jié)劑的油茶殼炭粉成型燃料顆粒進(jìn)行觀察,電鏡觀察分析表明:炭粉單獨成型顆粒的表面非常粗糙,成型效果較差。加入三種黏結(jié)劑的成型燃料顆粒的表面較為光滑,炭粉顆粒間的連接主要是由黏結(jié)劑的相互黏結(jié)、纏繞、自鎖達(dá)到成型的目的,成型顆粒的成型效果較好。(3)成型燃料燃燒性能的研究利用熱重分析儀和量熱儀對成型原料及成型后的顆粒進(jìn)行燃燒試驗,結(jié)果表明,油茶殼炭粉的熱值遠(yuǎn)高于生物質(zhì)燃料的熱值,成型燃料顆粒的燃燒主要發(fā)生在固定炭燃燒階段,在500℃左右時燃燒速度最大。油茶殼炭粉的著火點約為380℃,混入黏結(jié)劑可以降低點燃的外推起始反應(yīng)溫度,當(dāng)纖維素的添加量在13%時可以使外推起始反應(yīng)溫度降低到317℃,氧化淀粉的添加量為9%時外推起始反應(yīng)溫度可以降低到324.7℃,木質(zhì)素添加量為9%時外推起始反應(yīng)溫度降低到356.9℃。
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S216

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本文編號：2796477