生物质连续炭化反应器的强化

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1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterEnhancementofReactorforBiomassContinualCarbonizationProcessByPenghaoLaiSupervisor：Prof．XiaojianMaChemicalProcessMerchanicsSchoolofChemicalEngineeringandEnergy一一一May,2014学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文

2、不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：赖鹇豪日期：如峰年年月参日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或

3、成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：被鹇秉日期：29f睁9，月务日摘要随着石油枯竭和生态环境恶化，寻找新的能源替代化石能源是当务之急。其中生物质能源备受关注，生物质的热解作为一种古老而又十分有效的处理方式得到大家的认可，其中对以得到固体炭为目标的生物质炭化过程已经进行了大量的研究，但是大多为间歇式，此类方式存在着生产效率低下和热解产物利用不充分的问题，所以有必要对生物质的连续炭化装置进行研究和探讨。’本文以自然风干稻壳为试验原料，在自行设计的连续热解装置的基础上，通过对此装置进行冷态试验和热解试验两方面进行探究，总结了关于螺旋输送的相

4、关规律，通过热解试验验证了装置对于热解的适应性，同时通过建立温度变化与热量变化的关系总结了热解装置的功率布置规律，给后续热解装置的设计提供部分参考。首先，通过带有密封腔的旋转型拨料器在输送生物质的时候它的质量流量会比其理论质量流量小，大约只有其理论质量流量的50％左右，同时其极限转速也大幅下降，从本试验来看，其值大约为理论值的1／3；无轴螺旋相对同尺寸的有轴螺旋其填充率会相应提高造成质量流量的提高，而其轴向速度随着螺距的增大会比其理论值有小幅下降；给出了有轴螺旋和无轴螺旋的质量流量公式，得到有轴螺旋和无轴螺旋最佳的忽值分别是1．0和O．85。然后，从稻壳的热解过程来看生物质的热

5、解过程的三段：干燥、热解、析炭，在沿轴向有明显的划分区域，且在有效热解的时间区域内其位置基本不发生大的变化。此连续装置能够很好的完成稻壳的连续热解，热解最佳时间可以短至6min，炭化时间对结果影响有限，而热解温度对炭化结果影响相对显著。最后，通过温度变化反映出热解各阶段的热量变化情况，从分析的结果来看热解过程中存在两个主要的吸热区域，在热解开始阶段会有一个剧烈的温度变化区域，此区域即吸热量最大的区域，对应着热解中大量纤维素、木质素热解的区域。在反应末段存在一个放热区域，但是此区域的放热量有限，在热解过程中仍需要额外的补充热量以抵消因辐射散热引起的损耗。通过对热解过程温度变化的分

6、析然后建立温度的变化与热量的变化之间的关系得出热解过程的总需热量为711．6kJ·kg～，包括两个吸热区域与放热区域的热量代数和，主吸热区域的热量为640．1kJ·kg一，次吸热区域为12010·kg。1，放热区域的总放热量为48T摘要kJ·kg～。选取在主吸热区的3／4处为热解区的第一个控制点，次吸热区的中间偏左的位置设置第二个温度控制点，剩余部分的中间位置布置第三个控温点。无轴螺旋输送效果增强7．9％；分段式加热方式比整体式加热方式要节能24％。关键词：热解螺旋稻壳温度热量AbstractItisanimmediatenecessitytolookfornewsources

7、ofenergytoreplacefossilenergywiththedeteriorationofoildepletionandenvironmentaldegradation．Biomassbecomesamajorconcernasitspyrolysisprocessisaveryoldandeffectivewaytosolvetheproblemandhasbeenagreedbymostpeople．Biomasscarbongiz；ationprocesswhosetarg