隨著生產(chǎn)的進一步發(fā)展,我國傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)無法滿足經(jīng)濟發(fā)展需求已成定局。因此,尋找和開發(fā)適合我國國情的可再生新型能源及石油替代品迫在眉睫。我國生物質(zhì)資源非常豐富。據(jù)統(tǒng)計,我國每年生物質(zhì)能資源潛力折合約5億噸標準煤。 作為眾多生物質(zhì)利用技術(shù)中的一種,轉(zhuǎn)錐式閃速熱解裝置以其升溫速率高,固相滯留期短,氣相滯留期小等特點在眾多制油技術(shù)中占有重要地位。然而,到目前為止,對于轉(zhuǎn)錐的結(jié)構(gòu)設計大多都是基于普通優(yōu)化設計方法進行的。普通優(yōu)化設計方法由于沒有充分考慮設計參數(shù)的不確定性和設計準則的模糊性,致使設計出來的轉(zhuǎn)錐在質(zhì)量及使用壽命等方面都可能不是最佳狀況。因此,本文立足于對轉(zhuǎn)錐結(jié)構(gòu)的分析研究,結(jié)合模糊優(yōu)化理論和ANSYS有限元分析軟件,探索一種對轉(zhuǎn)錐結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設計的方法。 本文以哈爾濱市科技創(chuàng)新人才研究專項資金項目(2007RFQXG004)為依托,在對熱載體動力學模型進行分析的基礎上,給出了轉(zhuǎn)錐截面半徑與轉(zhuǎn)速和時間的關(guān)系,并在此基礎上給出了轉(zhuǎn)錐的初始模型。討論了轉(zhuǎn)錐的重量對經(jīng)濟性及穩(wěn)定性的影響,由此提出了優(yōu)化轉(zhuǎn)錐重量的目標。在模糊優(yōu)化理論的基礎上建立了轉(zhuǎn)錐的非對稱模糊優(yōu)化數(shù)學模型,利用模糊綜合評判方法及改進的最優(yōu)水平截集法并結(jié)合ANSYS有限元軟件對轉(zhuǎn)錐結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設計,減輕了轉(zhuǎn)錐的重量。利用ANSYS軟件對轉(zhuǎn)錐結(jié)構(gòu)進行了傳熱學方面的分析,得出了在不同時刻轉(zhuǎn)錐內(nèi)部的溫度分布情況,并通過實驗驗證了轉(zhuǎn)錐結(jié)構(gòu)模型的可靠性,為今后選擇轉(zhuǎn)錐的預熱時間提供了一個新思路。利用設計出的轉(zhuǎn)錐進行熱解制取生物油的實驗,計算出它在一定轉(zhuǎn)速下每小時處理生物質(zhì)的能力及整套裝置的產(chǎn)油率。
【學位單位】：東北林業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2011
【中圖分類】：TK6
【部分圖文】：

〔700℃ ~1100℃)圖1一1生物質(zhì)熱解主要產(chǎn)物生物質(zhì)熱解生成的三種主要產(chǎn)物如圖1一1所示。生物質(zhì)熱解工藝按照熱解反應溫度和加熱速率的不同分成低溫低速、中溫閃速和高溫高速熱解三種I’0]。低溫低速熱解的熱解溫度在500℃以下，反應時間巧而卜幾天，產(chǎn)物主要以炭粉為主;高溫快速熱解產(chǎn)物以不易冷凝的可燃氣體為主，其溫度一般在900一 1100℃之間;中溫閃速熱解產(chǎn)物主要以可冷凝液化的氣體為主，經(jīng)快速冷凝后變成液體，其反應溫度一般在500一650℃之間，加熱速率大致為10一200oC/s[‘’，’2]。1.2.2生物質(zhì)熱解影響因素生物質(zhì)熱解影響因素分為物理和化學兩方面。反應過程中的傳熱、傳質(zhì)以及原材料

東北林業(yè)大學碩士學位論文努力，于1995年研制成功。該反應器的特點是:升溫速率高;固相滯留期短;氣相滯留期小[l91。其工藝流程如圖1一2所示。料斗222)4省 省 省省省省 一 一 一一冷冷冷冷冷 凝凝凝凝凝 凝 凝凝凝換換 器 器器器執(zhí)執(zhí)執(zhí)執(zhí)執(zhí)器 器器器器器 器供供供供供供供水水 沙沙箱 箱箱裝置置置置置置置 生 生生 生生生物油油 圖1一2轉(zhuǎn)錐式熱解反應器工藝流程圖在生物質(zhì)制油產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方面，2009年6月，芬蘭斯道拉恩索集團和耐思特石油公司聯(lián)合建造的生物燃料示范工廠在瓦爾考斯落成，該廠以林業(yè)廢棄料為原料對生物質(zhì)進行干燥、氣化、氣體凈化以及催化劑測試等方面的研究，并最終液化生成生物燃油l7]。，.3.2國內(nèi)生物質(zhì)閃速熱解液化技術(shù)研究現(xiàn)狀在國內(nèi)，雖然目前生物質(zhì)能的主要利用形式還是直接燃燒，但是生物質(zhì)閃速熱解技術(shù)的研究和應用已逐漸在各地發(fā)展起來�？偟膩碚f，從上世紀中期到本世紀初，國內(nèi)的液化技術(shù)的發(fā)展主要是在引進國外先進生物質(zhì)裂解液化技術(shù)基礎上的改進

電動機帶動轉(zhuǎn)錐旋轉(zhuǎn)將兩者的混合物沿著熾熱的錐壁呈螺旋線甩出。在此過程中，生物質(zhì)被快速熱解生成蒸氣，被迅速導出的熱解蒸氣經(jīng)旋風分離器除塵之后，進入到冷凝器冷凝液化，最終得到生物燃油。轉(zhuǎn)錐的工作過程及工作原理示意圖分別如圖2一1和圖2-2所示[3，’9，34]。冷冷冷冷冷冷冷旋旋 旋旋凝凝風風 風風器器分分 分分 分禺禺 禺禺 禺 !!!!!!!!!不可冷凝氣體生物質(zhì)熱載體熱載體生物燃油圖2一l轉(zhuǎn)錐反應器制油工藝流程圖熱載體棍合顆粒軌跡圖2一2混合顆粒運動軌跡圖

【參考文獻】

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本文編號：2815995