生物質(zhì)燃料氣流干燥及燃燒特性的模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、生物質(zhì)作為一種可再生能源，如何對其進(jìn)行清潔、有效的利用對緩解當(dāng)今能源問題、改善生態(tài)環(huán)境有著至關(guān)重要的作用。生物質(zhì)干燥—燃燒產(chǎn)業(yè)鏈正日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。
　　本文基于計(jì)算流體力學(xué)，以離散相模型為理論基礎(chǔ)，利用歐拉—拉格朗日方法，對木屑顆粒的氣流干燥過程進(jìn)行了二維數(shù)值模擬與分析，并在自主搭建的氣流干燥實(shí)驗(yàn)裝置上對其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。通過模擬值與實(shí)驗(yàn)值的比較，結(jié)果表明:木屑進(jìn)料量對管內(nèi)流體速度無明顯影響，但隨著木屑進(jìn)料量的增加，管內(nèi)氣

2、體的水分含量增加，流體的溫度下降，干燥速率下降;隨著進(jìn)口氣體溫度的增加，導(dǎo)致溫差驅(qū)動力和傳熱傳質(zhì)系數(shù)的增加，增大了干燥速率;隨著干燥過程的進(jìn)行，蒸發(fā)速率逐漸降低，對流熱傳遞對干燥過程影響逐漸取代蒸發(fā)熱傳遞，進(jìn)口氣體溫度越高，直管內(nèi)對流熱傳遞的作用越強(qiáng)于蒸發(fā)熱傳遞;模擬值與實(shí)驗(yàn)值吻合較好，建立的模型能夠用來預(yù)測不同干燥條件木屑含水率的變化情況。
　　以木屑為原料，在自行設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)試驗(yàn)臺上，通過改變不同的參數(shù)變量組合出不同的工況

3、，并通過實(shí)驗(yàn)得出不同的干燥產(chǎn)物，以木屑干基含水率和轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)熱效率為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，得出以下結(jié)論:在5.9rpm～9.5rpm范圍內(nèi)，隨著轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速的增加，物料在筒內(nèi)的滯留時(shí)間減小，出口處木屑干基含水率逐漸增加，轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)的熱效率逐漸降低;隨著木屑進(jìn)料量的增加，出口處木屑干基含水率逐漸增加，轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)的熱效率逐漸增加;木屑進(jìn)料量3651kg/h、轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速5.9rpm為本實(shí)驗(yàn)的最佳工況。
　　在管式爐固定床反應(yīng)器上，研究了稻稈和玉米稈兩種生

4、物質(zhì)在不同溫度下的燃燒過程中原料粒徑對氯、堿與堿土金屬元素析出的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著秸稈粒徑的減小，K2O的殘留量逐漸減小，稻稈灰中K2O含量最大降低了44.8％，玉米稈灰中K2O含量最大降低了57.5％;在一定溫度下，粒徑對同一秸稈灰渣中MgO和CaO的含量變化規(guī)律相似，變化范圍不超過1.5％;氯元素的析出隨粒徑的減小而增加，當(dāng)溫度大于800℃時(shí)氯元素釋放完全;高溫下秸稈顆粒內(nèi)的堿與堿土金屬元素在不同的粒徑下存在不同的物理化學(xué)反應(yīng)