稻殼連續(xù)炭化裝置中溫度分布的實(shí)驗(yàn)研究與模擬.pdf

1、能源是當(dāng)今工業(yè)發(fā)展的推動(dòng)力，而近年來(lái)世界能源危機(jī)日益加重，能源結(jié)構(gòu)也發(fā)生著從化石能源向清潔能源的轉(zhuǎn)變。生物質(zhì)能源由于儲(chǔ)量大可再生的特性已經(jīng)成為新能源開(kāi)發(fā)的焦點(diǎn)。生物質(zhì)炭化可以實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)能源的合理利用，為了完成炭化過(guò)程需要設(shè)計(jì)出合理的炭化裝置，而裝置中的溫度分布直接影響炭化過(guò)程的進(jìn)行。
　　本文立足于工程應(yīng)用，設(shè)計(jì)了一臺(tái)連續(xù)炭化裝置并對(duì)其內(nèi)壁溫度與炭化過(guò)程中熱解氣體的溫度分布進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)中選擇自然風(fēng)干的稻殼為原料，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)

2、據(jù)的處理和分析：得到了連續(xù)炭化裝置物料處理量的計(jì)算公式；連續(xù)炭化裝置在不同物料處理量下吸放熱區(qū)間的分布并驗(yàn)證了設(shè)備設(shè)計(jì)的可靠性。本文的研究?jī)?nèi)容主要從以下幾個(gè)方面展開(kāi)：
　　1、實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
　　實(shí)驗(yàn)裝置為一臺(tái)最大物料處理量為11.0kg/h的連續(xù)炭化裝置，裝置筒體總長(zhǎng)為6m，物料的輸送裝置為螺距0.12m的無(wú)軸螺旋；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括炭化裝置進(jìn)料量實(shí)驗(yàn)和傳熱實(shí)驗(yàn)，首先通過(guò)炭化裝置進(jìn)料量實(shí)驗(yàn)得到了該連續(xù)炭化裝置在不同物料處

3、理量下的炭化時(shí)間以及物料處理量的計(jì)算公式，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行傳熱實(shí)驗(yàn)，主要考察物料處理量在5.0kg/h，6.5kg/h，8.5kg/h和11.0kg/h下，稻殼在連續(xù)炭化過(guò)程中產(chǎn)生的熱解氣體的溫度在該連續(xù)炭化裝置軸線方向上的分布規(guī)律。
　　2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論
　　通過(guò)炭化裝置進(jìn)料量實(shí)驗(yàn)，得到了該連續(xù)炭化裝置物料處理量的計(jì)算公式為：Qm=8.46·b·ρ·D2·S·n，并且通過(guò)傳熱實(shí)驗(yàn)得到了裝置內(nèi)壁溫度與熱解氣體溫度的溫差曲線

4、，根據(jù)熱量供給與溫差值變化的關(guān)系得到了稻殼在該實(shí)驗(yàn)裝置中吸放熱區(qū)域，該區(qū)域主要集中在距離裝置進(jìn)口1.667m～2.867m的范圍內(nèi)，最后通過(guò)計(jì)算得到傳熱系數(shù)相對(duì)誤差，該誤差在允許范圍之內(nèi)，說(shuō)明此裝置的設(shè)計(jì)是合理的。
　　3、連續(xù)炭化裝置的溫度分布模擬
　　利用Fluent15.0對(duì)連續(xù)炭化裝置中熱解氣體的溫度分布進(jìn)行模擬，并將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比結(jié)果顯示兩者誤差較小，由此說(shuō)明Koufopanos生物質(zhì)熱解模型能夠