本文以發(fā)展生物質(zhì)能資源化利用技術(shù)為背景,研究農(nóng)作物秸稈顆粒燃料冷態(tài)壓縮成型規(guī)律,為生物質(zhì)固體成型燃料作為可再生能源在替代煤炭燃料方面探索新的途徑。本文研究工作屬于國家“863”計劃項目之子課題“農(nóng)業(yè)廢棄物流化床氣化過程預(yù)處理技術(shù)研究”和河南省自然科學(xué)基金項目“農(nóng)業(yè)廢棄物顆粒燃料冷成型機(jī)理研究”的部分內(nèi)容。主要研究包括:采用電子萬能實驗機(jī),分別從壓縮速度、物料含水率、原料種類、模具長徑比、模具開口錐度等五個方面進(jìn)行了秸稈顆粒冷態(tài)壓縮成型的實驗研究與分析;根據(jù)秸稈冷態(tài)壓縮成型特點,采用大變形塑性理論作為秸稈材料非線性問題的有限元分析基礎(chǔ),利用ANSYS軟件對秸稈冷態(tài)壓縮成型過程進(jìn)行了計算機(jī)模擬,得到了秸稈顆粒冷態(tài)壓縮成型過程中的應(yīng)力應(yīng)變分布圖、流動變化圖和等效塑性應(yīng)變圖,并進(jìn)行了不同模具長徑比和模具開口錐度等結(jié)構(gòu)參數(shù)對壓縮成型過程的模擬分析;從生物構(gòu)造、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)入手,探索出秸稈顆粒冷態(tài)壓縮成型粘接機(jī)制,并通過掃描電子顯微鏡進(jìn)行了不同成型條件下的秸稈壓縮前后微觀結(jié)構(gòu)變化的實驗研究;根據(jù)環(huán)模顆粒成型原理,設(shè)計了一套秸稈顆粒冷態(tài)壓縮成型中試裝置,進(jìn)行了不同物料粒度、含水率、模... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：171 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

我國可利用的五種主要生物質(zhì)資源比例

限制了其大規(guī)模利用的經(jīng)濟(jì)性與可行性。這是因為秸稈種類繁多，其化學(xué)組分相差不大，但物理性質(zhì)卻有較大的差別，其中密度是重要的物理特性參數(shù)，在很大程度上對秸稈利用反應(yīng)器的幾何尺寸及其經(jīng)濟(jì)性有直接影響。圖1.2中給出了部分秸稈原料在粒度為巧~25mln時的堆積密度。竹‘:月、側(cè).班嘗木策木炭杭榮玉米芯玉米粕桿小定枯桿圖1.2部分生物質(zhì)原料的堆積密度 Fig.1.2Bulkdensityofseleetedbiomassmaterials從圖 1.2中可以看出，實際存在著兩類秸稈原料，一類是包括木材、棉柴等在內(nèi)的所謂硬材，它們的堆積密度在250~30Okg/m，之間;另一類包括各種軟材秸稈，它們的堆積密度遠(yuǎn)小于木材，例如玉米秸稈的堆積密度相當(dāng)于木材的1/4，小麥秸稈的堆積密度不足木材的 1/10.秸稈原料的密度過低會帶來儲存輸送的困難，限制了其大規(guī)模利用的經(jīng)濟(jì)性與可行性。對秸稈原料壓縮成型

用技術(shù)的前提和基礎(chǔ)，因而成為當(dāng)前可再生能源領(lǐng)域研究的熱點。就目前而言，秸稈壓縮成型技術(shù)的研究大都集中在閉式壓縮成型方面，且主要為壓塊模式和熱壓模式，如西德、蘇聯(lián)的學(xué)者主要進(jìn)行閉式壓塊成型研究;英國、美國、加拿大等國的學(xué)者主要進(jìn)行熱壓成型研究。這些研究成果為秸稈壓縮成型技術(shù)的發(fā)展發(fā)揮了重要作用，但仍有一定的局限性，因為秸稈在實際壓縮成型過程中是開口狀態(tài)，所以有必要對秸稈開式壓縮成型的基本規(guī)律進(jìn)行研究。另外，近些年來我國學(xué)者在開式壓縮成型方面也做了不少工作，例如內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)、河南農(nóng)業(yè)大學(xué)和山東大學(xué)等院校陸續(xù)進(jìn)行了一系列植物纖維物料開式連續(xù)壓縮成型的研究，但這些研究主要集中于壓塊和壓餅方面，對秸稈顆粒壓縮成型的研究甚少。目前在國家發(fā)改委組織編制的《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》中，明確要求到2020年，生物質(zhì)顆粒燃料要達(dá)到5000萬噸，面對秸稈顆粒燃料的巨大需求，本章的研究將具有十分重要的社會意義。實驗材料與方法1實驗材料

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]小麥秸稈顆粒燃料冷態(tài)壓縮成型參數(shù)試驗研究[J]. 胡建軍,雷廷宙,何曉峰,李在峰,劉軍偉,王志偉,朱金陵.  太陽能學(xué)報. 2008(02)
[2]棉花秸稈等溫干燥特性試驗研究及回歸分析[J]. 胡建軍,沈勝強(qiáng),師新廣,雷廷宙,崔俊貞,黃浩.  太陽能學(xué)報. 2008(01)
[3]秸稈顆粒成型機(jī)噸料電耗影響因素的試驗研究[J]. 胡建軍,沈勝強(qiáng),雷廷宙,李在峰,何曉峰,楊樹華.  太陽能學(xué)報. 2007(12)
[4]國內(nèi)外生物質(zhì)能源開發(fā)利用技術(shù)[J]. 董玉平,王理鵬,鄧波,陸萍,申樹云.  山東大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2007(03)
[5]玉米秸稈的等溫干燥試驗及干燥速度的回歸分析[J]. 胡建軍,沈勝強(qiáng),雷廷宙,黃浩.  河南科學(xué). 2007(02)
[6]生物質(zhì)顆粒燃料冷成型技術(shù)試驗研究[J]. 何曉峰,雷廷宙,李在峰,朱金陵.  太陽能學(xué)報. 2006(09)
[7]生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)在我國的發(fā)展[J]. 陳永生,沐森林,朱德文,任彩紅,肖宏儒,宋衛(wèi)東.  太陽能. 2006(04)
[8]生物質(zhì)干燥機(jī)的設(shè)計及試驗研究[J]. 雷廷宙,沈勝強(qiáng),李在峰,胡建軍,吳創(chuàng)之,師新廣,朱金陵.  可再生能源. 2006(03)
[9]生物質(zhì)擠壓過程中的靜水壓應(yīng)力[J]. 湯愛君,馬海龍,董玉平.  可再生能源. 2006(02)
[10]固定床生物質(zhì)氣化機(jī)組主要技術(shù)性能試驗研究[J]. 雷廷宙,沈勝強(qiáng),崔俊貞,胡建軍,師新廣,李在峰.  河南科學(xué). 2006(01)

博士論文
[1]秸稈干燥過程的實驗研究與理論分析[D]. 雷廷宙.大連理工大學(xué) 2006
[2]刨花板熱壓過程中傳熱特性的研究[D]. 雷亞芳.北京林業(yè)大學(xué) 2005
[3]新鮮草物料壓縮過程的流變學(xué)研究[D]. 杜健民.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
[4]生物質(zhì)（秸稈）成型燃料燃燒設(shè)備研制及試驗研究[D]. 劉圣勇.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2004
[5]生物質(zhì)（秸稈）成型燃料燃燒動力學(xué)特性及液壓秸稈成型機(jī)改進(jìn)設(shè)計研究[D]. 馬孝琴.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2002

碩士論文
[1]玉米稈碎料模壓成型制品尺寸穩(wěn)定性的研究[D]. 程佩芝.北京林業(yè)大學(xué) 2005
[2]草物料的含水率對壓縮過程影響的試驗研究[D]. 殷洪霞.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
[3]新鮮草物料壓縮過程中壓縮力變化規(guī)律的試驗研究[D]. 畢玉革.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
[4]新鮮草物料壓縮過程應(yīng)力松弛試驗研究[D]. 閆國宏.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2004
[5]新鮮草物料直接壓縮過程基本規(guī)律的試驗研究[D]. 馬彥華.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2004
[6]冷變成型有限元分析及實驗研究[D]. 吳振強(qiáng).昆明理工大學(xué) 2004
[7]秸稈切碎及壓縮成型特性與設(shè)備研究[D]. 錢湘群.浙江大學(xué) 2003



本文編號：3520454