煙稈作為一種特殊的經(jīng)濟作物副產(chǎn)物,由于其含有煙堿或攜帶有煙草病菌,既不適于作飼料,也不能直接還田。因此對煙稈的資源化回收既能夠減少環(huán)境污染、提高煙稈的利用價值,又能夠為煙農(nóng)創(chuàng)收,實現(xiàn)煙草的可持續(xù)發(fā)展。因煙稈具有半木質(zhì)化特性,可將鮮煙稈經(jīng)粉碎、干燥、擠壓等工序制成生物質(zhì)燃料,近年來成為了煙稈資源化回收利用的研究熱點。鮮煙稈含水率為75%左右,而研究表明原料含水率為12%~15%時,生物質(zhì)壓縮成型的效果為最好,因此對煙稈顆粒的干燥處理是制備生物質(zhì)燃料的重要工序之一。由于微波干燥具有快速、均勻、高效等優(yōu)勢,負壓可降低水分蒸發(fā)沸點從而加快干燥速度,因此微波與負壓聯(lián)合已被應用于很多物料的干燥�；谖⒉ㄅc負壓干燥的優(yōu)點,本文采用微波負壓對煙稈顆粒進行干燥,研究了煙稈顆粒的干燥特性。開展了以下工作:(1)開展了煙稈顆粒微波干燥初步試驗。以裝載量、微波功率為試驗因素,研究其對干燥時間、干燥速率及單位能耗等影響,結(jié)果表明:干燥過程為升速、恒速與降速三個階段,恒速階段時間較長;采用5種干燥數(shù)學模型對試驗數(shù)據(jù)進行非線性回歸擬合求解,通過比較決定系數(shù)、殘差平方根,發(fā)現(xiàn)Logarithmic模型是表達煙稈顆粒微波干燥的最優(yōu)模型,其干燥系數(shù)k隨著裝載量的增大而減小。(2)優(yōu)化了微波干燥工藝參數(shù)。以微波功率、物料厚度、干燥室壓力為干燥試驗因素,開展了各因素對煙稈顆粒干燥特性影響的研究。通過3因素3水平二次回歸正交試驗,分析了3種因素對煙稈顆粒干燥的含水率、干燥均勻度的影響,建立了各指標與試驗因素間的回歸數(shù)學模型并利用多目標非線性優(yōu)化方法,確立了煙稈顆粒微波負壓干燥最佳工藝參數(shù)。(3)設(shè)計了煙稈顆粒的微波干燥設(shè)備。確定了履帶輸送方式、干燥箱尺寸、微波發(fā)生器個數(shù)和布置方式,利用有限元仿真軟件HFSS對干燥箱內(nèi)微波單元的不同布置方式進行仿真,優(yōu)化了干燥箱內(nèi)微波發(fā)生器的布置方式。對設(shè)備的空載和負載進行流場仿真,分析了干燥設(shè)備內(nèi)部溫度、風速、壓力等情況,驗證了干燥設(shè)備的合理性。開發(fā)了設(shè)備的控制系統(tǒng),搭建了PLC控制硬件平臺,設(shè)計了自動控制策略及程序。(4)研究了所開發(fā)設(shè)備的干燥效果和能耗。將所開發(fā)的設(shè)備與熱風干燥和微波干燥設(shè)備進行了對比試驗,分析了煙稈顆粒的微觀結(jié)構(gòu)、溫度分均勻度評分、外觀品質(zhì)及設(shè)備能耗。
【學位單位】：貴州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TK6
【部分圖文】：

圖 1.1 技術(shù)路線章小結(jié)1）本章介紹了本課題研究的背景，結(jié)合貴州的實際情況，介紹了本課題研，闡述了國內(nèi)外有關(guān)煙稈資源化回收、木料類物料干燥、微波干燥、微波究現(xiàn)狀。2）根據(jù)課題的需要，確定了課題研究的內(nèi)容、方法及路線。

kJ/kg。 數(shù)據(jù)處理于煙稈顆粒的含水率按 GB5496－1985 標準進行測定。稈顆粒微波干燥試驗數(shù)據(jù)采用 Origin Pro9.1 進行繪制。應用 SPSS19.0 軟erg-Marquart 算法對干燥模型進行非線性回歸分析。果與分析 煙稈顆粒微波干燥特性分析1）微波功率同微波功率下煙稈顆粒的干燥曲線和干燥速率曲線如圖 2.1、2.2 所示。

圖 2.2 不同微波功率下煙稈顆粒的微波干燥速率曲線由圖 2.1 干燥曲線可知，當裝載量和物料厚度相同，使用不同的微波功率干燥時，微波功率越大，物料所需時間越短，干燥曲線越陡峭。由圖 2.2 可知，微波功率對干燥速率影響較為顯著，煙稈顆粒的微波干燥速率變化經(jīng)過三個階段：短時間加速、較長時間恒速、短時間減速。干燥功率越大，干燥速率越快。在煙稈顆粒的干燥初期，物料外部水因吸收微波輻射后升溫轉(zhuǎn)化為水蒸氣排出腔外，由于微波功率越大，在單位時間內(nèi)物料表面的水分升溫越快，從而使得物料干燥速率較快；隨著干燥過程的進行，干燥腔內(nèi)的溫度逐漸增加至空氣的濕球溫度，此時腔內(nèi)溫度保持穩(wěn)定，物料所吸收的微波輻射能全部用于外部水分蒸發(fā)，干燥處于恒速階段；當水分逐漸降低到含水率為 1 時
【參考文獻】

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本文編號：2860574