【摘要】： 生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)利用是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注的重大課題,既涉及農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì),又關(guān)系到能源安全。大力開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)能,既是我國(guó)開(kāi)拓新能源途徑,緩解能源供需矛盾的戰(zhàn)略措施,也是解決“三農(nóng)”問(wèn)題,保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要任務(wù)。隨著國(guó)際社會(huì)對(duì)溫室氣體減排聯(lián)合行動(dòng)付之實(shí)施,大力開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能源,對(duì)于改善我國(guó)以化石燃料為主的能源結(jié)構(gòu),特別是為農(nóng)村地區(qū)因地制宜地提供清潔方便能源,具有十分重要的意義。 本文首先闡述了發(fā)展生物質(zhì)能源的重要意義,介紹了國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)換和利用技術(shù)的研究現(xiàn)狀,并重點(diǎn)介紹了生物質(zhì)能和生物質(zhì)能資源的概念和特點(diǎn),從宏觀和微觀兩個(gè)方面論述了開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能資源和生物質(zhì)能利用技術(shù)的必要性和現(xiàn)實(shí)意義,得出了本文的研究方向、主要內(nèi)容以及指導(dǎo)意義,說(shuō)明了具體的研究思路和研究方法。本文在查閱了大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,主要采用兩種方法在不同設(shè)備和工作條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,分別從慢速熱解和快速熱解兩個(gè)方面研究生物質(zhì)的熱解揮發(fā)特性和反應(yīng)機(jī)理,并對(duì)兩者進(jìn)行比較。 本研究利用WCT-1C型差熱分析儀對(duì)玉米秸、花生殼和棉花稈等三種生物質(zhì)顆粒進(jìn)行了不同升溫速率下的慢速熱解實(shí)驗(yàn),得到了它們?cè)诓煌郎厮俾氏聼峤鈸]發(fā)百分比和失重速率與時(shí)間的關(guān)系曲線。由曲線可知,在5℃/min、10℃/min、15℃/min和20℃/min四種升溫速率下,玉米秸、花生殼和棉花稈三種生物質(zhì)的最大揮發(fā)百分比分別接近40%、50%和60%；最大失重速率的變化范圍分別在8×10-3mg.min-1-20×10-3mg.min-1、8×10-3mg.min-1-30×10-3mg.min-1和8×10-3mg.min-1-35×10-3mg.min-1之間；三種生物質(zhì)在不同升溫速率下達(dá)到最大揮發(fā)百分比的時(shí)間相同,大約分別為60min、35min、20min、15min。由此可知,在程序升溫慢速熱解條件下,生物質(zhì)的熱解反應(yīng)主要受升溫速率的影響。隨著升溫速率的提高,失重速率逐漸增大,達(dá)到最大揮發(fā)百分比的時(shí)間逐漸提前。 本研究對(duì)原層流爐熱解裝置進(jìn)行了有針對(duì)性的改造,延長(zhǎng)了反應(yīng)管的長(zhǎng)度,對(duì)延長(zhǎng)部分采用纏繞電阻絲的方法進(jìn)行加熱,以使反應(yīng)管內(nèi)溫度盡可能的保持一致,并且增加了熱電偶的數(shù)量,實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)反應(yīng)管內(nèi)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。同時(shí),重新設(shè)計(jì)了喂料器,改善了喂料量和喂料均勻程度。在設(shè)備改進(jìn)和參數(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上,以玉米秸為原料進(jìn)行了不同溫度和不同收集距離條件下的快速熱解實(shí)驗(yàn),研究了玉米秸的快速熱解揮發(fā)特性,測(cè)定在快速熱解條件下玉米秸的最終揮發(fā)百分比是85%。 本研究在以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)生物質(zhì)慢速熱解與快速熱解揮發(fā)特性和反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)了兩者的不同和聯(lián)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在慢速熱解條件下,生物質(zhì)的熱解反應(yīng)主要受升溫速率的影響,升溫速率越高,失重速率就越大,達(dá)到最大揮發(fā)百分比的時(shí)間就越短；當(dāng)加熱速率提高到某一定數(shù)值之后,生物質(zhì)的熱解揮發(fā)百分比就會(huì)趨向于達(dá)到一個(gè)固定不變的值。
【圖文】：

195319801993200020202050.煤炭.石油繆天然氣灌水電書核能與新能源圖1一 11953一2050年我國(guó)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和比例我國(guó)80%人口生活在農(nóng)村，秸稈和薪柴等生物質(zhì)能是農(nóng)村的主要生活燃料。據(jù)統(tǒng)計(jì)，50%以上的農(nóng)村居民生活用能來(lái)源于秸稈、薪柴等的直接燃燒，不僅利用效率低，而且造成嚴(yán)重的室內(nèi)外環(huán)境污染，危害人體健康。同時(shí)，大量的人畜糞便得不到及時(shí)有效處理，造成了嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)面源污染，導(dǎo)致疾病和疫病的大量傳播。據(jù)有關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)每年的農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量達(dá)6.5億噸，約占植物類生物質(zhì)資源總量的47%。預(yù)計(jì)到2010年

(1)喂料裝置喂料裝置由喂料器、連接器、水冷喂料管等部分組成。本實(shí)驗(yàn)對(duì)喂料器進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，改進(jìn)后的喂料器如圖4一3所示，主要由盛料器、進(jìn)氣管、出料管、振動(dòng)電機(jī)、彈簧床等部分構(gòu)成。實(shí)驗(yàn)時(shí)，開(kāi)啟振動(dòng)電機(jī)，通入氫氣，，喂料器在振動(dòng)電機(jī)的帶動(dòng)下，將生物質(zhì)粉經(jīng)出料管喂入水冷喂料管中。
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TK6

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 趙保峰;張曉東;孫立;陳雷;孟祥梅;張杰;;稻殼熱解的動(dòng)力學(xué)模擬[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2008年05期

2 劉乃安,范維澄,Dobashi Ritsu,林其釗;一種新的生物質(zhì)熱分解失重動(dòng)力學(xué)模型[J];科學(xué)通報(bào);2001年10期

3 夏祖璋,張百良,余泳昌;農(nóng)業(yè)生物質(zhì)熱裂解實(shí)驗(yàn)研究[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);1995年03期

4 何芳,易維明,孫容峰,閘建文,柏雪源,李永軍;小麥和玉米秸稈熱解反應(yīng)與熱解動(dòng)力學(xué)分析[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2002年04期

5 易維明,柏雪源,李志合,李永軍,何芳;玉米秸稈粉末閃速加熱揮發(fā)特性的研究[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2004年06期

6 蔡均猛;易維明;何芳;姚福生;;堅(jiān)果殼類生物質(zhì)慢速熱解動(dòng)力學(xué)分析[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2006年01期

7 易維明,柏雪源,閘建文,郭超;山楂籽熱揮發(fā)特性的實(shí)驗(yàn)研究[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);1998年04期

8 陳冠益,方夢(mèng)祥,駱仲泱,岑可法,倪明江;生物質(zhì)流化床的試驗(yàn)研究及設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J];熱力發(fā)電;1999年05期

9 宋春財(cái),胡浩權(quán),朱盛維,朱英華;生物質(zhì)秸稈熱重分析及幾種動(dòng)力學(xué)模型結(jié)果比較[J];燃料化學(xué)學(xué)報(bào);2003年04期

10 曹青,鮑衛(wèi)仁,呂永康,謝克昌;玉米芯熱解及過(guò)程分析[J];燃料化學(xué)學(xué)報(bào);2004年05期

本文編號(hào)：2632812