新型V型下降管式熱解液化系統(tǒng)以固體熱載體陶瓷球?yàn)榧訜岱绞?能夠?qū)崿F(xiàn)生物質(zhì)快速升溫?zé)峤庖夯Ｓ捎诜磻?yīng)管內(nèi)溫度很高,生物質(zhì)粉在進(jìn)入下降管的瞬間就初步熱解為半焦,因此研究陶瓷球與生物質(zhì)半焦之間的分離更具實(shí)際意義。在這一工藝中為了保證實(shí)驗(yàn)的持續(xù)性及有效地對(duì)熱載體余熱資源進(jìn)行回收重利用,同時(shí)避免半焦顆粒進(jìn)入熱載體換熱器后燃燒爆炸,熱載體與熱解半焦顆粒的分離極為重要。但是目前對(duì)于V型下降管系統(tǒng)分離箱內(nèi)顆粒分離規(guī)律研究較少。為了研究陶瓷球熱載體與生物質(zhì)半焦顆粒分離過(guò)程,進(jìn)而獲得分離裝置實(shí)驗(yàn)參數(shù),設(shè)計(jì)制作了V型下降管冷態(tài)實(shí)驗(yàn)裝置,并利用高速攝影技術(shù)和粒子圖像測(cè)速儀對(duì)不同陶瓷球粒徑、質(zhì)量比、抽氣位置以及圓形出口和方形出口條件下的顆粒分離規(guī)律進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。主要包括以下幾個(gè)方面的研究?jī)?nèi)容： 首先根據(jù)實(shí)際熱解反應(yīng)裝置的要求對(duì)V型下降管分離實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì),包括喂料系統(tǒng)、抽氣系統(tǒng)及分離系統(tǒng)等各個(gè)方面。分別對(duì)陶瓷球單體顆粒的流動(dòng)和陶瓷球與生物質(zhì)半焦混合顆粒流動(dòng)分離進(jìn)行了一系列預(yù)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)證明,該裝置能夠保證熱載體和生物質(zhì)半焦顆粒喂料流暢、穩(wěn)定、均勻,能夠滿足實(shí)驗(yàn)所需要的兩種顆粒不同混合質(zhì)量比的要求。 其次應(yīng)用PIV和高速攝影技術(shù)研究陶瓷球熱載體在不同質(zhì)量比例混合下料時(shí),分離箱內(nèi)的分離情況,分別改變陶瓷球粒徑、出口形狀及抽氣位置重復(fù)進(jìn)行以上實(shí)驗(yàn),得到陶瓷球和生物質(zhì)半焦顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡和其它的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。最后通過(guò)顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡得到分離箱內(nèi)篩網(wǎng)的尺寸和傾斜角度,這是最重要的一方面。 通過(guò)兩種不同陶瓷球粒徑(2mm、3mm),四種不同喂料比例(30∶1、40∶1、50∶1、60∶1),兩種出口形狀(圓口、方口)的實(shí)驗(yàn)研究,得到以下結(jié)論： 1.兩種混合顆粒在V型下降管中流動(dòng)時(shí),陶瓷球?qū)ι镔|(zhì)半焦顆粒的攜帶作用明顯,且隨著反應(yīng)管出口與水平方向的角度變大,水平長(zhǎng)度變長(zhǎng),管口滯留顆粒增加直至堵塞在出口處無(wú)法正常流出。 2.通過(guò)PIV測(cè)得出口處陶瓷球單相流動(dòng)時(shí)速度分布曲線,加入生物質(zhì)半焦后,測(cè)得出口處生物質(zhì)半焦顆粒速度分布曲線,不同質(zhì)量比之間出口處速度分布變化不大。 3.通過(guò)高速攝影技術(shù)對(duì)分離過(guò)程中陶瓷球顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行跟蹤,得到了陶瓷球顆粒群最內(nèi)側(cè)的軌跡圖,并進(jìn)行擬合得到擬合方程,分析了抽氣位置和質(zhì)量比、陶瓷球粒徑和出口形狀對(duì)擬合方程a值的影響關(guān)系。陶瓷球單相流動(dòng)和質(zhì)量比較高時(shí)如60：1受抽氣位置的影響較小,隨著質(zhì)量比的增大,a值呈減小的趨勢(shì)；2mm陶瓷球較3mm陶瓷球a值大,而圓口較之方口a值波動(dòng)較大。最后依據(jù)不同情況下陶瓷球軌跡曲線確定篩網(wǎng)的尺寸和角度,為熱態(tài)設(shè)備提供設(shè)計(jì)尺寸參數(shù)。
【學(xué)位單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類(lèi)】：TK6
【部分圖文】：

第三章新型下降管分離實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)新型下降管熱解液化系統(tǒng)以陶瓷球(直徑2~3mln)顆粒為主熱載體，在V型下降器中實(shí)現(xiàn)對(duì)玉米秸稈、麥秸、稻草等農(nóng)作物秸稈的裂解液化獲得生物油，工藝原3.1所示。生物質(zhì)氣化器產(chǎn)生的可燃?xì)怏w進(jìn)入燃燒器燃燒，產(chǎn)生900一1100℃的高進(jìn)入熱載體加熱器加熱陶瓷球和白云石顆粒，在熱載體加熱器內(nèi)陶瓷顆粒等被加定溫度(600一650℃)。在重力作用下，通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)喂入的高溫?zé)彷d體陶瓷球和白云石顆粒催化劑的混合熱載體)與由螺旋喂料器喂入的生物質(zhì)粉一起管內(nèi)向下混合流動(dòng)。在流動(dòng)過(guò)程中，生物質(zhì)在反應(yīng)管中迅速升溫至500℃左右，并為熱解蒸汽和殘?zhí)��；旌蠠彷d體、殘?zhí)亢蜔峤庹羝幕旌衔飶姆磻?yīng)管下端口流出與其相聯(lián)的熱載體、熱解蒸汽、炭粉三相分離裝置。在慣性力的作用下，混合熱炭粉落在分離篩上并沿篩面向下移動(dòng)，炭粉透過(guò)篩孔落在篩網(wǎng)下的料箱內(nèi)并被螺器送入氣化器進(jìn)行氣化產(chǎn)生可燃?xì)��；旌蠠彷d體則落入提升機(jī)的下料斗被迅速送體加熱器加熱循環(huán)利用。氣態(tài)混合物和粉塵被引風(fēng)機(jī)吸入后序的旋風(fēng)分離器中，粉塵被兩級(jí)旋風(fēng)分離器收集并排出。

像處理系統(tǒng)等。其中相機(jī)最大拍攝區(qū)間為70nun，小于經(jīng)過(guò)初步計(jì)算的陶瓷球顆粒行程，故采用了相機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)如圖3.9所示，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)[25]。相機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)控制，可以實(shí)現(xiàn)CCD相機(jī)的空間移動(dòng)，夭才甲一寸八乞__上_‘一~倆呀洲料份甲一~吮寺尸一一一‘..____身李筍芯段忿二二二洲二，出、、毛、\.淤二拼二二二了下杏協(xié)忿愁獲狡不丁竺士才;_、圖 3.9相機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)示意圖1.步進(jìn)電機(jī)2.導(dǎo)軌3.絲杠4.CCD相機(jī)

第四章陶瓷球和生物質(zhì)半焦的喂料實(shí)驗(yàn)本章主要介紹實(shí)驗(yàn)所用的兩種物料:陶瓷球和生物質(zhì)半焦。分別通過(guò)下料實(shí)驗(yàn)拐到了陶瓷球的流量、z仁物質(zhì)半焦的流量并驗(yàn)證了兩種物料喂料器下料穩(wěn)定卜L等。4.1實(shí)驗(yàn)材料所采)1]的實(shí)驗(yàn)材料為陶瓷球和生物質(zhì)半焦顆粒。4.1.1陶瓷球本實(shí)驗(yàn)所采用的陶瓷球是山東省淄博市華光陶瓷廠一生產(chǎn)的，具有流動(dòng)性好，不易腐蝕，耐高溫l’0]等特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)前都已經(jīng)過(guò)篩分，粒徑分別為Zmm和3~。實(shí)物如圖4.1、4.2所示。纂纂纂

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 李美蓮;生物質(zhì)熱解系統(tǒng)中旋風(fēng)分離器分離性能的實(shí)驗(yàn)研究[D];山東理工大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2832291