【摘要】：農(nóng)作秸稈是一種豐富廉價的能源來源,其能源化轉(zhuǎn)化是目前世界上發(fā)展可再生能源的一種趨勢。針對目前持續(xù)增長的秸稈能源化轉(zhuǎn)化的需求與低效的麥秸制粒生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)的矛盾,研究了麥秸能源化成型顆粒的制粒技術(shù),同時兼顧麥秸制粒系統(tǒng)對環(huán)境的影響,提出了采用添加劑的方式優(yōu)化麥秸能源化成型制粒工藝技術(shù)的優(yōu)化方案,最終提升了麥秸制粒過程和顆粒產(chǎn)品的強(qiáng)度和品質(zhì)。 進(jìn)行了秸稈壓縮的影響因素分析,討論了壓縮力、溫度、秸稈粒度、含水率和化學(xué)組分對壓縮制粒的影響,設(shè)計(jì)并搭建了麥秸能源顆粒試制的單顆粒制粒試驗(yàn)臺和顆粒抗張強(qiáng)度測試試驗(yàn)臺。 基于麥秸單顆粒試制試驗(yàn)臺,開展添加劑對麥秸制粒的影響試驗(yàn)研究。采用粗甘油、膨潤土、木質(zhì)素磺酸鹽、未處理鋸木屑和微波堿溶液處理的鋸木屑進(jìn)行麥秸能源化顆粒的試制。研究表明：添加劑的添加可以提高麥秸顆粒的強(qiáng)度,降低麥秸顆粒制粒的能耗,提高麥秸顆粒密度,以及麥秸顆粒的高位熱值；通過采用添加劑,顆粒的抗張強(qiáng)度從0.84MPa提高到(1.13-1.63)MPa；當(dāng)采用粗甘油、未處理鋸木屑和預(yù)處理鋸木屑作為添加劑時,顆粒的高位熱值顯著增加,達(dá)到(17.98-18.77)MJ/kg;添加劑功能綜合分析表明,預(yù)處理鋸木屑、未處理鋸木屑和膨潤土的性能更好；不同添加劑能從增加強(qiáng)度、致密、降低能耗、提高高位熱值等角度優(yōu)化麥秸制粒過程,提高顆粒品質(zhì)。 研究總結(jié)不同預(yù)處理技術(shù)的麥秸顆粒生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝及關(guān)鍵技術(shù)參數(shù),采用生命周期評估(LCA)方法對目前的麥秸制粒系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)境影響比較分析。結(jié)果表明：采用蒸汽爆碎預(yù)處理方式的制粒系統(tǒng)對環(huán)境影響較大；采用添加劑的方式能降低麥秸制粒系統(tǒng)對環(huán)境的影響；添加未處理鋸木屑和烘焙預(yù)處理方式的麥秸制粒系統(tǒng)總體上對環(huán)境影響較低；添加劑的添加可以降低不可再生能源的消耗。 添加劑的優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果表明：抗張強(qiáng)度、比能耗、顆粒密度模型預(yù)測精度高,模型的平方確定系數(shù)(R2)分別為0.78、0.93和0.94;壓縮載荷的增加使抗張強(qiáng)度、顆粒密度和比能耗增加；粗甘油添加量的增加使比能耗、抗張強(qiáng)度降低；未處理鋸木屑和膨潤土添加量的增加使制粒比能耗降低。 以抗張強(qiáng)度、比能耗和顆粒密度的優(yōu)化為目標(biāo),兼顧考慮高位熱值、灰分和原料成本,得出六種優(yōu)化方案,優(yōu)化方案的中試規(guī)模的生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果表明：添加未處理鋸木屑30%,膨潤土0.57%,粗甘油3.80%(方案三)時麥秸制粒能耗低,顆粒耐久性等顆粒品質(zhì)較優(yōu)：添加未處理鋸木屑20.16%,膨潤土1.62%,粗甘油2.60%(方案一)時顆粒的堆積密度最大,達(dá)到744.04kg/m3；六種方案的LCA比較研究表明方案三對環(huán)境的沖擊相對較小。 采用添加劑能提高麥秸顆粒機(jī)械化制備技術(shù)水平,降低有害物質(zhì)排放,是一種可持續(xù)機(jī)械化生產(chǎn)方式。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：S216.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 寧福勝,周軍,康永德;制粒前調(diào)質(zhì)溫度和水分的設(shè)計(jì)與處理[J];飼料工業(yè);2001年03期

2 洪蘭華;顆粒飼料制粒前調(diào)質(zhì)的機(jī)理及操作[J];廣東飼料;2001年04期

3 肖宏儒;宋衛(wèi)東;鐘成義;秦廣明;;生物質(zhì)成型燃料加工技術(shù)分析研究[J];中國農(nóng)機(jī)化;2009年05期

4 潘峰;邵堅(jiān);田秉暉;王健;王婷;;麻風(fēng)樹籽制取生物柴油的生命周期風(fēng)險指數(shù)評價[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2012年29期

5 張農(nóng)聯(lián);;配合飼料制粒前脂肪添加技術(shù)[J];飼料工業(yè);1989年07期

6 張治山;袁希鋼;;玉米燃料乙醇生命周期碳平衡分析[J];環(huán)境科學(xué);2006年04期

7 白煒;胡建軍;雷廷宙;師新廣;楊占農(nóng);;秸稈顆粒冷態(tài)壓縮成型實(shí)驗(yàn)研究及回歸分析[J];河南科學(xué);2009年06期

8 周春梅;許敏;易維明;;生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)的研究[J];科技信息(學(xué)術(shù)研究);2006年08期

9 周巖民,李忠平,蘇宜毅;不同酸化劑對飼料制粒性能及酸化效果的影響[J];糧食與飼料工業(yè);1997年11期

10 何元斌;生物質(zhì)壓縮成型燃料及成型技術(shù)（一）[J];農(nóng)村能源;1995年05期

，

本文編號：2670693