【摘要】：生物質(zhì)快速熱解液化技術(shù)是生物質(zhì)能綜合利用中很有發(fā)展前景的技術(shù)之一。其中,生物質(zhì)熱解機理的研究對于熱解液化反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計與研發(fā)、熱解產(chǎn)物分布、液體燃料品質(zhì)均有重要影響,因此對生物質(zhì)熱解機理的研究尤為重要。利用熱載體與生物質(zhì)之間的溫差實現(xiàn)生物質(zhì)快速升溫?zé)峤馐且环N新型工藝,具有較高的傳熱效率以及液體轉(zhuǎn)化率。 本文在生物質(zhì)原料物理化學(xué)特性以及熱特性分析基礎(chǔ)上,設(shè)計了換熱實驗裝置,并對熱載體(陶瓷球顆粒)與生物質(zhì)粉以及熱解半焦之間的傳熱特性進行了實驗研究。研究內(nèi)容包括：對麥秸、玉米秸稈、花生殼和松木四種生物質(zhì)的工業(yè)分析、元素分析和熱值進行測定；設(shè)計制作集喂料、換熱、熱載體和生物質(zhì)粉分離多功能于一體的熱載體與生物質(zhì)粉換熱實驗裝置；研究不同條件下,熱載體與生物質(zhì)粉以及生物質(zhì)半焦換熱過程溫度變化,計算熱載體、生物質(zhì)粉和生物質(zhì)半焦的換熱量；對相同條件下,熱載體與生物質(zhì)粉和熱解半焦換熱結(jié)果對比,得出熱載體與生物質(zhì)粉、生物質(zhì)半焦之間的換熱特性。 通過實驗研究,得到結(jié)論如下： 1.同類生物質(zhì)揮發(fā)分含量相差不大,種類之間略有差異；麥秸、玉米秸稈為灰分含量最高,花生殼次之,松木最低；生物質(zhì)水分含量基本相同；生物質(zhì)固定碳含量差別較大,花生殼最高,達到11.9%,松木最低,為3.9%。 2.熱載體與生物質(zhì)(生物質(zhì)粉、生物質(zhì)半焦)換熱實驗,喂入生物質(zhì)后,測得裝置內(nèi)熱載體和氣體溫度均有下降；熱載體和生物質(zhì)分離后,裝置內(nèi)熱載體和氣體溫度基本保持不變,錐體內(nèi)生物質(zhì)溫度迅速上升 3.不同熱載體溫度(80℃、90℃、100℃、110℃)、不同質(zhì)量比例(10：1、14：1、18：1、22：1)熱載體與生物質(zhì)粉換熱,熱載體溫度越高,換熱后生物質(zhì)粉溫度越高；質(zhì)量比例越大,換熱后生物質(zhì)粉溫度越高。 4.不同熱載體溫度(80℃、90℃、100℃、110℃)、不同質(zhì)量比例(10：1、14：1、18：1、22：1)熱載體與生物質(zhì)半焦換熱,熱載體溫度越高,換熱后生物質(zhì)半焦溫度越高；當(dāng)熱載體溫度為110℃時,換熱后生物質(zhì)半焦溫度最高出現(xiàn)在質(zhì)量比例18：1,此后繼續(xù)增加質(zhì)量比,生物質(zhì)半焦溫度沒有明顯升高。 5.熱載體與生物質(zhì)粉換熱實驗,計算得熱載體和裝置內(nèi)氣體的對流換熱系數(shù)為1.48W/(m2·s),通過分析換熱過程中熱載體、氣體和生物質(zhì)粉之間的熱量關(guān)系,得出導(dǎo)熱量和對流換熱量占生物質(zhì)粉總吸熱量的比例。 6.通過熱載體與生物質(zhì)半焦換熱實驗,計算得熱載體和裝置內(nèi)氣體的對流換熱系數(shù)為1.95W/(m2·s),通過分析換熱過程中的熱載體、氣體和生物質(zhì)半焦之間的熱量關(guān)系,得到導(dǎo)熱量和對流換熱量占生物質(zhì)半焦總吸熱量的百分比。 7.通過生物質(zhì)粉和生物質(zhì)半焦換熱結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)：相同條件下,生物質(zhì)半焦的升溫幅度高于生物質(zhì)粉,且隨著溫度升高,這種幅度有變大的趨勢；在低溫時,生物質(zhì)粉的吸熱量要高于同條件下的生物質(zhì)半焦,但隨溫度升高,生物質(zhì)粉的吸熱量逐漸低于同條件下生物質(zhì)半焦的吸熱量。
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TK6

【參考文獻】

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本文編號：2734013