秸稈干燥過程的實(shí)驗(yàn)研究與理論分析.pdf

1、生物質(zhì)能源是唯一可儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)目稍偕茉?，也是目前最有可能?shí)現(xiàn)規(guī)模化利用的替代能源。生物質(zhì)能源的應(yīng)用對(duì)于改善我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)、保障能源安全、降低環(huán)境污染具有十分重要的意義。近十年來生物質(zhì)能源的應(yīng)用技術(shù)研究得到大力發(fā)展，但無論是生物質(zhì)能源的哪種利用方式(氣化、液化、固化等)，都需要對(duì)其進(jìn)行干燥，使其含濕量降到15％以下才可利用。因此，國(guó)家“十五”“863”計(jì)劃項(xiàng)目“生物質(zhì)氣化發(fā)電優(yōu)化系統(tǒng)及其示范工程”的子課題“農(nóng)業(yè)廢棄物流化床氣化過程預(yù)處理

2、技術(shù)研究”把在生物質(zhì)能源中占主導(dǎo)地位的農(nóng)作物秸稈的快速、高效干燥作為一個(gè)重要內(nèi)容開展研究。 本文全面系統(tǒng)地進(jìn)行了秸稈的各種理化特性、熱重特性、等溫干燥特性和微觀結(jié)構(gòu)特性實(shí)驗(yàn)，提出了這些特性對(duì)秸稈干燥過程的影響。在秸稈等溫干燥特性實(shí)驗(yàn)中，歸納了四種秸稈在不同工況下的最佳干燥溫度；在研究初始含濕量對(duì)干燥時(shí)間的影響時(shí)，提出了適量的秸稈含濕量的增加對(duì)干燥時(shí)間的影響可以忽略的看法。在秸稈微觀結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)中，首次提出了秸稈干燥骨架與空隙的分布規(guī)

3、律以及水分遷移的路徑。 以體積平均理論為指導(dǎo)思想、以熱質(zhì)平衡為基本出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)行了描述秸稈干燥過程的氣化界面內(nèi)移的理論分析；以移動(dòng)氣化界面為表征干燥過程的動(dòng)態(tài)效應(yīng)，重新定義了表征單元體干、濕區(qū)的界限；在充分考慮氣化界面處壁溫TW對(duì)擴(kuò)散系數(shù)DT的影響后，建立了以壁溫TW為變量的邊界條件。在降速干燥階段，水分的擴(kuò)散有較大阻力，引入內(nèi)移系數(shù)來表示這種阻力，從而避免了引入復(fù)雜公式帶來的計(jì)算量增加。 通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)值與計(jì)算值，得出表征

4、自由水分傳導(dǎo)阻力系數(shù)H、擴(kuò)散阻力系數(shù)F和內(nèi)移系數(shù)Λ，采用上述系數(shù)對(duì)計(jì)算值進(jìn)行修正，最終修正值與實(shí)驗(yàn)值吻合良好，驗(yàn)證了理論分析的正確性，最終推導(dǎo)出初含濕量為70％的玉米秸稈在不同干燥溫度下恒速干燥階段干燥速率的表達(dá)式和干燥溫度為130℃時(shí)降速干燥階段干燥速率的計(jì)算公式。 運(yùn)用秸稈干燥特性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及理論分析的研究成果，優(yōu)化設(shè)計(jì)一套板箱式秸稈干燥試驗(yàn)機(jī)。巧妙地構(gòu)思出“射流加熱板”，使得干燥介質(zhì)在不同加熱板上有不同的加熱方式、提供