【摘要】： 世界面臨著能源供應(yīng)緊張和生態(tài)環(huán)境惡化的雙重壓力,生物質(zhì)能作為一種可再生的清潔能源,逐漸受到重視,并發(fā)揮著越來越重要的作用。玉米是我國三大農(nóng)作物之一,種植范圍廣,秸稈資源豐富,開展對玉米秸稈的燃燒特性研究,為直燃發(fā)電技術(shù)奠定基礎(chǔ),對提高能源利用效率,改善生態(tài)環(huán)境和能源結(jié)構(gòu),具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文在自建固定床熱態(tài)試驗(yàn)臺(tái)上,對玉米秸稈的層狀燃燒特性做了初步研究和探討。試驗(yàn)中將玉米秸稈按部位進(jìn)行分類:玉米光稈,柱狀光稈皮,片狀光稈皮,玉米葉和玉米苞葉。通過測量床層內(nèi)溫度、氣氛(O2、CO2、CO、H2和NO)濃度、床重隨時(shí)間的變化,研究一次風(fēng)空氣截面流率對試驗(yàn)樣品燃燒特性及NO生成特性的影響。 首先研究了空氣截面流率對玉米光稈層狀燃燒特性的影響。針對空氣截面流率Gm=0.029kg/m2·s的典型工況,對床層內(nèi)溫度變化、物料質(zhì)量變化、反應(yīng)區(qū)氣體濃度變化作了具體分析;并將不同空氣截面流率下玉米光稈的試驗(yàn)工況做橫向比較分析,研究了空氣截面流率對玉米光稈質(zhì)量、燃燒速率、未燃盡碳比重、燃燒鋒面?zhèn)鞑ニ俾屎蚇O生成的影響規(guī)律。 接著研究了玉米秸稈不同部位燃燒特性。對玉米光稈、柱狀光稈皮和片狀光稈皮在相同空氣截面流率下的三個(gè)燃燒工況進(jìn)行了試驗(yàn)研究和分析;分別對樣品f(葉和苞葉)和樣品g(光稈、葉和苞葉)在不同空氣截面流率下的燃燒工況進(jìn)行了分析;對光稈、樣品f和樣品g在空氣截面流率0.018~0.034kg/m2·s的范圍內(nèi)的燃燒特性進(jìn)行了對比分析。 通過本文的研究,得到了不同一次風(fēng)空氣截面流率下玉米秸稈的燃燒特性。研究成果對實(shí)際層燃爐的設(shè)計(jì)和優(yōu)化具有重要作用,為進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TK6
【圖文】：

圖 2-3 五種試驗(yàn)樣品表 2-2 試驗(yàn)樣品與代碼對應(yīng)表名稱 光稈 葉 苞葉 柱狀光稈皮 片狀光稈皮 葉和苞葉混合光稈、葉和苞葉混合物代碼 a b c d e f g玉米秸稈樣品的特性見表 2-3。玉米光稈、玉米苞葉、玉米光稈皮三種樣品的水分、揮發(fā)分、灰分、碳、氫差異在 1%之內(nèi)，固定碳、氧在 2%之內(nèi)；玉米葉同其它 3 種樣品差異較大；玉米光稈皮的氮、硫含量低。表 2-3 玉米秸稈的元素分析和工業(yè)分析樣品 玉米光稈 玉米葉 玉米苞葉 玉米光稈皮 樣品 f 樣品 gMar10.5 11 11 10 11.00 10.77Var73.09 68.63 73.14 73.21 71.00 71.99FCar13.45 13.38 13.13 14.35 13.25 13.34工業(yè)分析（%）Aar2.96 6.99 2.73 2.44 4.75 3.90Car43.13 40.41 43.13 43.24 41.84 42.45Har5.11 4.65 4.99 5.11 4.83 4.96Oar37.72 36.18 39.26 38.77 37.80 37.77Nar0.52 0.72 0.53 0.41 0.62 0.57元素分析（%）Sar0.06 0.05 0.06 0.03 0.06 0.06Qnet,ar，MJ/kg 15.70 14.79 14.68 15.74 14.7315.19

- 34-圖 4-6 樣品 f 燃燒后灰樣圖片圖 4-8 為不同空氣截面流率對樣品 f 燃燒速率的影響。空氣截面流率為0.018～0.034kg/m2·s 范圍內(nèi)，樣品 f 的燃燒速率隨著空氣截面流率的增大呈直線上升，燃燒速率增加了近 1 倍，可見空氣截面流率對樣品 f 影響很大。這主要是因?yàn)槲锪隙逊e密度小，空隙率大，在這個(gè)空氣截面流率范圍內(nèi)，燃燒處于化學(xué)動(dòng)力反應(yīng)區(qū)，隨著空氣截面流率的增加，空氣的湍流度增大，與物料燃燒鋒面物料混合充分，使物料燃燒速率加快。圖 4-9 為空氣截面流率分別對未燃盡碳比重和燃燒鋒面?zhèn)鞑ニ俾实挠绊懸?guī)律。從圖中可以看出樣品 f 燃燒鋒面?zhèn)鞑ニ俾孰S空氣截面流率的增大而減小，這與光稈的燃燒傳播速率不同。光稈的堆積密度為 70kg/m3，而樣品 f為 18kg/m3，光稈的堆積密度是樣品 f 的 3.9 倍，造成了空氣自下而上穿過樣品的 f 的的阻力小于光稈，而對燃燒鋒面向下傳播的阻力增強(qiáng)，致使樣品f 燃燒鋒面?zhèn)鞑ニ俾孰S空氣截面流率增大而減小。

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本文編號(hào)：2736472