生物質(zhì)破碎及其高效燃燒的研究.pdf

1、生物質(zhì)的破碎技術(shù)不僅能克服其原始狀態(tài)能量密度小、存放體積大、運(yùn)輸不便等缺點(diǎn)，而且是生物質(zhì)向能源、飼料、肥料和材料等領(lǐng)域開發(fā)利用的預(yù)處理技術(shù)。以破碎技術(shù)為依托，本文提出了一種生物質(zhì)粉體高效燃燒的能源化利用途徑，為緩解對石化能源的依耐性和保護(hù)環(huán)境有重要意義。 本文以農(nóng)林廢棄生物質(zhì)為研究對象，結(jié)合機(jī)械力破碎基礎(chǔ)理論，從影響其破碎的化學(xué)組分和剪切強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等力學(xué)角度進(jìn)行了理論研究，并運(yùn)用掃描顯微鏡對破碎產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了實(shí)際分析，

2、結(jié)合二者得出如下結(jié)論：最適合生物質(zhì)的施力方式為剪切力、劈碎力和磨削力；生物質(zhì)粗破碎為體積破碎，主要受剪切力和劈碎力作用，刀片宜設(shè)計(jì)成彎口刀和單面直刃刀；細(xì)破碎為表面破碎，主要受剪切力和磨削力作用，刀片宜設(shè)計(jì)成雙面直刃刀。最后通過實(shí)踐探索出一套集生物質(zhì)粗、細(xì)破碎和利用旋風(fēng)除塵器作為收集裝置為一體的破碎系統(tǒng)，其粗破碎產(chǎn)物長10mm左右，產(chǎn)率為200kg/h；在不同系統(tǒng)工作參數(shù)下，細(xì)破碎產(chǎn)物粒徑在0.177mm（80目）～0.125mm（12

3、0目）間可調(diào)，粒徑為0.177mm時(shí)產(chǎn)率為160kg/h。 通過對生物質(zhì)的元素分析和工業(yè)分析，以及借鑒他人對生物質(zhì)熱解-燃燒特性的研究成果，提出了生物質(zhì)粉體燃燒的三段式模型，并依此設(shè)計(jì)了回流式粉體燃燒爐。使用此燃燒爐和配置的燃燒系統(tǒng)進(jìn)行的燃燒實(shí)驗(yàn)表明：粉體燃燒特性突出表現(xiàn)在粒徑特性和體積特性上。大于0.420mm（40目）的粉體在此燃燒爐中不易著火，最優(yōu)風(fēng)粉濃度為240g/m3左右，主燃燒室的體積制約著單位時(shí)間內(nèi)的粉體燃燒量。權(quán)

4、衡燃燒效率和破碎成本，采用0.177mm的粉體進(jìn)行燃燒最為經(jīng)濟(jì)。在最優(yōu)風(fēng)粉濃度下，用0.177mm的粉體進(jìn)行燃燒時(shí)，粉體懸浮在爐膛中形成體積燃燒，以氣相燃燒為主；爐灰呈無粘性的粉末狀，無明顯結(jié)渣現(xiàn)象；爐內(nèi)溫度場分布規(guī)律性明顯；最高溫度可達(dá)1336℃，爐膛溫度至少在900℃以上。在實(shí)驗(yàn)中要特別注意防止出現(xiàn)燃燒量超過燃燒爐容積極限的情況，以免爐內(nèi)壓強(qiáng)過大，造成安全隱患。 與傳統(tǒng)的直接燃燒未破碎的生物質(zhì)相比，粉體在回流式燃燒爐中燃燒的