蜂窝状生物质燃料及其生产设备的研制

蜂窝状生物质燃料及其生产设备的研制

陈学军[1]2002年在《蜂窝状生物质燃料及其生产设备的研制》文中研究说明据专家估计,地球上蕴藏的可开发利用的煤和石油等化石燃料将分别在200年和30-40年以内耗竭,而天然气按储采比也只能用60年。所以,能源短缺将成为制约现代经济、社会发展的主要因素,因此,寻找开发新型能源迫在眉睫。在17世纪末大规模用煤之前,人类用能以生物质为主,然而即便是现在,生物质能在世界总能耗中仍占14%,相当于20.82亿吨标煤,而在发展中国家所占比例则更为突出,大约为35%,相当于16.97亿吨标煤,也就是说,目前全世界大约有25亿人用生物质做饭、取暖和照明。但生物质的利用量还不到其年总产量1200亿吨的1%。由此可知,生物质能的开发利用前景十分广阔。 过去我国农村生活用能年均燃烧秸秆约4.3亿T。然而随着社会、经济的发展和人们环保意识的普遍提高,富裕的农家炊事和取暖已不再烧柴火,致使大部分秸秆闲置堆放、占用耕地,既浪费能源和宝贵的土地资源,又潜在无数的隐患,滥烧秸秆的现象日趋严重,与此有关的火灾年年屡有发生。因此,为解决此问题,很有必要为农村秸秆高效利用提供一条切实可行的途径。 针对此问题,本文提出了蜂窝状生物质燃料的配方及成型原理和技术。即采用添加消烟助燃剂、粘结剂等化学氧化剂,通过实验及分析其燃烧性质,从而选出一套合理的配方。并且依据配方,设计出一套生产率为16块/分的蜂窝状生物质成型装置。整套装置主要包括给料装置、压缩成型装置、出料装置等部分。

李洪宇[2]2005年在《蓄热室热工特性及优化设计研究》文中提出高温空气燃烧技术(High Temperature Air Combustion,简称HIAC)是20世纪90年代初国际上兴起的一项新型燃烧技术,它把回收烟气余热与高效燃烧以及降低NO_x排放等技术有机地结合起来,具有节约燃料、提高热利用率、降低NO_x排放和减小设备尺寸的特点。该技术以其优越的环保和节能的优势而得以在近十几年中迅速发展。 本文回顾了高温空气燃烧发展历史和现状,阐述了该技术的原理及特点,并介绍了其在国内、外的研究现状及成果。然后,对蓄热室的关键部件——蓄热体的选材与制备工艺进行了总结;同时介绍了我们实验室的专利技术——新型高性能复合蓄热材料的加工及制备技术;将复合蓄热体与常规蓄热体的基本物理性能做了比较。并利用相关的实验设备对蓄热室的热工性能进行了测试,验证了蓄热室的各参数间的影响变化规律。最后编制计算程序,利用模拟手段研究了填充不同类型蓄热体的蓄热室的热工性能与结构参数、操作参数间的相互关系。结果发现复合蓄热材料填充的蓄热室的热工性能与填充常规蓄热材料蓄热室具有相同的变化规律,并且复合材料的热工性能相对于常规材料具有一定的优越性。热工特性和各参数之间的关系如下: 1、空气的出口平均温度随换向时间的延长而降低,烟气的出口平均温度随换向时间的延长而提高,热效率和温度效率随换向时间的延长而降低。 2、空气的出口平均温度随流量(流速)的增加而降低,烟气的出口平均温度随流量(流速)的增加而提高,热效率和温度效率随流量(流速)的增加而降低。 3、空气的出口平均温度随蓄热室长度的增加而提高,烟气的出口平均温度随蓄热室长度的增加而降低,热效率和温度效率随蓄热室长度的增加而提高。 4、在蓄热体的空隙率不变的前提下,空气的出口温度随比表面积的增加而提高,烟气的出口温度随比表面积的增加而降低,热效率和温度效率随比表面积的增加而提高。如果蓄热室的孔隙率亦随着比表面积的变化而变化的话,则未必会得到该规律。 5、空气的出口平均温度随蓄热体比热的增加而提高,烟气的出口平均温度随蓄热体比热的增加而降低,热效率和温度效率随蓄热体比热的增加而提高。 6、阻力损失是蓄热室设计中不可忽视的一个因素,其大小受操作参数和结构参数的影响。 最后,根据蓄热室设计计算比较复杂的现状,依据目前的设计算法,开发出一套蓄热室优化设计软件,经实际计算说明该软件可用于工程设计。

向衡[3]2012年在《生物质燃料的脉动燃烧器及其燃烧特性的研究》文中研究表明本文在Rijke-ZT型自激式脉动燃烧试验平台的基础上,对生物质燃料进行了脉动燃烧器的设计及其燃烧特性的试验研究。论文工作主要分为四部分:(1)对国内外脉动燃烧技术的研究进展和应用研究进行了综述性概括,分析了生物质燃料与脉动燃烧技术的特点,提出将二者有机结合运用的设想。(2)测试了几种生物质燃烧特性,试验表明压缩物料的燃烧特性优于生物质原料的燃烧特性。生物质燃烧的热重曲线和热重微商曲线变化趋势基本相同,着火点较低,但是压缩物料与生物质原料相比,其失重速率提高了2.3倍,着火点降低了8℃~12℃,最大燃烧效率、燃烧稳定性指数、挥发分析出指数和综合燃烧指数分别提高了2~3倍、1.7~2.6倍、1.6~3.5倍和11~12.87倍。试验表明玉米秸秆的燃烧特性要优于木屑,稻壳的各项燃烧指数最低。(3)搭建了基于LabVIEW的脉动燃烧测试系统,对脉动燃烧测试所需的采集卡、传感器、硬件等进行了选型,对程序设计的前面板、后面板程序框图进行了设计,其中重点研究了基于生物质燃料燃烧时数据分析处理时产生的纹波、噪声干扰进行了滤波、平滑处理,并对温度传感器进行了标定。(4)通过试验分析了生物质燃料种类、颗粒度、过量空气系数、燃烧器总高对脉动燃烧器的声压、频率、温度以及尾气成分等的影响关系。生物质压缩成型燃料燃烧的幅值和声强比其原生物质燃料高,但生物质压缩成型物料的尾管壁面温度、声强和压力幅值比烟煤分别低了50℃、10dB和4kPa。颗粒度对脉动燃烧的影响中,Φ6mm比Φ8mm的影响大,颗粒度越小,物料燃烧的越充分,尾管外壁面的温度越高。过量空气系数为1.01时,尾气排放的CO、NOx浓度最低,压力幅值越高;燃烧器总高为2200mm时脉动燃烧尾气排放的CO、NOx浓度较低,压力幅值最大。

黎粤华[4]2009年在《生物质固化成型有限元研究及平模成型机压辊特性分析》文中研究表明能源是人类社会生存、国民经济发展的必备资源和重要战略物资。我国经济的快速发展已经带来能源短缺和严重的环境污染问题,因此,寻求和开发适合我国国情的可再生能源及化石能源替代品迫在眉睫。我国生物质资源十分丰富,研究开发生物质高效利用技术对促进能源结构改善,保证未来能源供应,提升我国农村经济发展水平和环境质量,建设和谐社会具有重要意义。生物质固化成型技术是生物质能转换技术研究的一个重要分支,对开发利用我国丰富的生物质资源具有重要意义。黑龙江作为我国重要的粮食生产基地,农林废弃物资源丰富,但闲置现象较为严重。本文以“863”科技项目“斜板槽式低能耗精控加热型生物质快速裂解制生物燃油及混合乳化燃料新技术”和黑龙江省重点项目“生物质成型燃料制造关键技术”为依托,以生物质秸秆为研究对象,进行了固化成型的实验研究,考察了不同原料粒度、不同含水率、不同模具长径比、不同模孔开口锥度等主要因素对成型制品的压缩密度的影响;具体分析了不同因素对固化成型的影响规律,并对秸秆压缩成型过程的松散、过渡和压紧叁个阶段的压力与压缩密度关系进行回归分析,得出拟合方程。生物质固化成型过程表现为非线性问题,用非线性有限元理论对生物质固化成型过程进行分析,确定屈服准则和强化规律,建立基本方程和虚功方程。在此基础上,利用市场占有率极高的大型通用有限元分析软件ANSYS对生物质固化成型过程进行模拟,得到不同模具长径比、不同模孔开口锥度等影响成型的主要因素对原料内部应力应变的影响规律,进而与实验得出的影响生物质固化成型的主要因素的影响规律相比较,发现有限元软件能够较好的模拟生物质在压缩成型过程中的内部变化情况,对研究压缩成型规律非常有效。并利用ANSYS的热分析模块模拟加热后生物质内部温度场的分布情况,考察了温度因素对生物质固化成型的影响,推断生物质各断面的木质素软化和熔融情况,为挤压工艺提供参考。模孔壁受力分析对确定成型模具模孔分布非常重要,通过对成型孔变形、应力进行仿真,得出成型孔内壁位移变形、最大应力呈现小范围连续变动规律,为成型孔结构的设计提供参考依据。通过对现有平模辊压式成型机压辊的特性分析,得出压辊相对于平模纯滚动的设计条件,为生物质平模辊压式成型机降低功耗、提高产量提供指导。本文所做的研究不仅为生物质固化成型原理提供理论依据,而且为广泛推广辊压式成型机应用和实现生物质资源规模化利用提供重要基础理论、设计方法和参考依据。

胡奕静[5]2013年在《香酥虾球的研制及年产250t香酥虾球生产车间设计》文中认为随着克氏原螯虾养殖规模和产量的扩大,个体小(体长5-10cm)、体重轻(体重小于10g/尾)的克氏原螯虾所占的比例也逐渐增加,此种规格的虾不能满足加工整肢虾等产品的要求。且因个体小,剥虾仁更加费时费工,工厂一般经蒸煮、去头制成虾球供邻近饭店销售,或直接混入鱼鳖的饲料中,存在价格低、产品质量不稳定等问题。本文以克氏原螯虾为原料,研究了原料规格、蒸煮条件、冻结条件和真空油炸条件对香酥虾球产品品质的影响,优化了其生产工艺参数,并测定了香酥虾球在储藏过程中的品质变化,建立了香酥虾球生产工艺及产品质量标准,设计了年产250t香酥虾球生产车间。1、研究了生产条件对香酥虾球品质的影响并优化了生产工艺。在真空油炸、常压油炸、微波干燥等叁种加工方法中,将慢速冻结与真空油炸相结合可酥化克氏原螯虾虾壳。原料规格对油炸产品脂肪含量有极显着影响;蒸煮液的种类和蒸煮时间对油炸产品感官评分影响不显着,但蒸煮液种类对产品脂肪含量的影响极显着,蒸煮时间对对产品得率、水分和脂肪含量有显着影响;冻结方式对产品的水分、脂肪含量和感官评分都有极显着影响;在研究真空油炸温度、时间、脱油转速和脱油时间对香酥虾球脂肪含量影响的基础上,采用正交试验对生产工艺参数进行了优化。香酥虾球的适宜工艺为:选择≤10g/尾的小龙虾作为原料,用2%的盐水煮7min,在-20"℃条件下冻结后不解冻直接油炸,真空油炸条件为真空度0.096Mpa,在温度95℃下油炸35min,并在300 r/min离心脱油7min。在此工艺条件下,所制得香酥虾球的脂肪含量在44%左右。2、研究了煎炸次数对棕榈油和产品品质的影响。随着煎炸次数的增加,棕榈油的颜色变深、酸价和过氧化值显着增加、黏度和透光率在油炸前6次显着下降。产品酸价随煎炸次数增加而显着增加,感官品质缓慢下降。根据试验数据,建立了预测模型Y(棕榈油酸价)=10-6X3+0.0009X2+0.0341X+0.1008(R2=0.9852).Y(棕榈油过氧化值)=0.661e0.0751X(R2=0.9484)和Y=0.0002X3-0.0051X2+0.0529X+0.2436(R2=0.9322),由酸价和过氧化值的限值计算得棕榈油用于香酥虾球生产的使用极限次数为26次。3、研究了香酥虾球在储藏过程中的品质变化。随储藏时间的增加,微生物数量、水分含量、水分活度、脂肪含量和TBA变化不大,产品的酸价显着增加。产品的色泽、气味和口感评分显着降低,产品的口感与酸价呈显着负相关。根据试验数据,建立货架期预测模型,在商业储藏温度20℃下,用铝箔袋真空充氮包装且没有添加任何抗氧化剂的香酥虾球的货架期为98天。4、测定产品质量指标并建立了产品质量标准。香酥虾球的酸价、总砷和铅含量、微生物指标均符合《GB/T16565-2003》,其他理化指标则符合《GB 10144-2005》。根据产品指标测试结果、前期试验感官评价结果和相关国家标准,编写了香酥虾球的企业标准。5、设计了年产250t香酥虾球生产车间并进行了效益评价。本设计在前期试验和相关设计手册提供的参数的基础上,以整肢虾和虾仁加工淘汰下来的个体小,体重轻的小虾为原料,设计年产250t香酥虾球生产车间。本设计的内容包括:设计原则与主要设计依据、产品方案与工艺流程的确定,平衡计算与设备选型,车间水、汽的计算,劳动定员,车间平面布置的设计,管路设计,辅助车间和装备的设计,叁废的处理方法和经济核算。经济核算结果表明,该项目总投资1233万元,其中固定资产投资583万元、流动资金650万元,达产后总产值4500万元、税收872万元、利润503万元,投资回收期为2.5年,投资收益率42.1%。该项目具有良好的社会、经济效益。

李瑞[6]2011年在《汾酒用曲块制作机理及其关键技术研究》文中进行了进一步梳理机械制曲的生产方式有着生产效率高、产品一致性好、劳动强度低等方面的优点,但是也存在提浆效果差等方面的缺点。甚至造成某些国内知名白酒曲块制作方式的“人工踩制方式”与“机械制曲方式”的反复倒换、举棋不定的现象。首先对定型化生产以来确定了的汾酒用大曲生产的前六个环节进行深入的分析和研究,并同时对其中模盒的清洗环节、料斗下料速度控制环节进行了深入实验研究、数值模拟仿真优化。对料斗下料速度进入可控范围的条件进行研究并提出了几个关键的控制参数;对模盒清洗环节中喷雾清洗喷嘴的喷嘴形式、安装角度、安装高度、供水压力等参数进行实验研究并运用MATLAB中的ANFIS工具对实验数据进行规律提炼并指导关键参数的优选工作。本文以公认的合格的大曲曲块的密度参数分布作为切入点,设计了对大曲的密度进行了分层、分区、分点的方式进行的密度测定的物理实验。得出了以大曲密度可以综合体现大曲的提浆效果与密实程度两个重要因素的参数——分点密度差,以及该参数在合格曲块中的分布规律。为了得到曲块的在不同压缩速度、不同含水率、弹性后效、不同重复压缩次数等因素影响下的曲块的密实程度以及曲块的提浆效果的变化程度,本文组织了大量的压缩致密实验,对压缩过程的规律进行归纳和总结,并得出了一组在现行条件下的制曲工艺参数。为了摸清曲块密度分布规律的影响因素、改善机械制曲的提浆效果,本文又从曲块压制过程中的压力分布、潮湿颗粒模型、侧压力分布实验、侧压摩擦系数等方面着手,结合宏观物理实验现象,开展了压制成型的机理分析和提浆机理的分析。主要从造成曲块密度分布特性的原因进行了细观层面上进行分析,对曲块的压制成型的机理和细观层面上的提浆机理结合物理实验的现象进行了分析。本文设计了叁种实验压曲的锤头,结合目前针对颗粒状物料有独到优势的PFC系列模拟仿真软件,对叁种锤头的压缩的过程进行了仿真,指出了一种可以保证压缩效果但是又改善提浆效果的空间曲面压曲锤头。叁种压曲锤头分别是:平板压曲锤头、仿生压曲锤头、空间曲面压曲锤头。通过整板压曲锤头压缩对仿真的数值模型进行了标定和验证。仿真后证明,这种压曲锤头的交变压力作用影响范围最广泛、最均匀,提浆效果也最为明显。最后,结合本文中提出的叁项关键技术和特定的外围约束条件下,在山西某清香型酒厂的车间进行了现场的工业试制试验。选定的空间曲面压曲锤头并结合本文提出的一组压缩工艺参数,在实验室内进行了密度分布测试和分点测试,结果表明与人工踩制的曲块在密度分布上和提浆效果上相类似。试验结果表明,课题组研制开发的机械制曲设备在装备了带有空间曲面的压缩锤头、扇形喷嘴的清洗设施、恒速稳定供料的料斗后,做出的曲块优于现行的平板锤头压制的效果,且与人工踩制的曲块的参数分布情况更加贴近。

高梅生[7]2007年在《川东北地区天然气资源特征与可持续发展研究》文中指出论文以川东北地区天然气资源为研究对象,采用多学科交叉理论知识为指导,在对川东北地区天然气成藏地质特征和高含硫特征论述基础上,引入可持续发展观,对川东北地区、特别是达州市天然气资源开发利用及其对实现老区经济、社会和环境的可持续发展问题进行了系统阐述,取得了如下认识:以系统的岩石学、矿物学、储层沉积学、微量元素和同位素地球化学的综合研究为依据,对川东北地区二、叁迭系的碳酸盐岩地层进行了沉积相特征分析,并建立了相应的沉积模式;编制了气藏主要发育层位的沉积相平面展布图,讨论了沉积相在不同发育时期的几何形态、平面展布和演化特点;对长兴组和飞仙关组气藏储层特征进行了分析,认为白云岩化、溶蚀和构造破裂作用为建设性成岩作用,而胶结、压实等作用为破坏性成岩作用,首次提出储层是多期次、多阶段埋藏成岩白云岩化作用的产物,并认为川东北地区长兴组和飞仙关组优质储层的发育和天然气聚集成藏,在很大程度下得益于深埋藏溶蚀过程中发生的TSR事件;对川东北地区天然气高含H_2S的形成条件和成因机理分析认为,石膏是H_2S形成的必备条件,储层经历的温度和烃类的组成是控制TSR反应进程并形成H_2S的关键因素,储集岩类型及与膏盐空间组合关系、盖层封闭性能也是控制H_2S形成的重要因素,并提出川东北地区天然气藏高含硫、高压特性使得气藏勘探开发难度大,危险程度高,并可能会对生态环境带来的负面影响。详细阐述了川东北地区、特别是达州市境内的天然气资源分布状况,认为丰富的天然气储备是实现地区经济社会可持续发展的资源基础,并进一步论述了高含硫天然气资源在城市燃料、化工、发电和硫磺副产品等方面的综合利用及其远景规划;以可持续发展基本理论为指导,提出加大川东北地区高含硫天然气开发利用对改善地区能源消费结构、保护生态环境、提高经济效益、实现地区经济社会和环境可持续发展具有重要的战略意义。最后,对川东北地区,特别是达州市天然气资源开发利用以及天然气工业发展可能存在的问题进行了深入剖析,并提出建设性的建议和策略,将对达州市政府决策参考提供帮助,同时也为川东北地区乃至川渝地区经济、社会和环境的可持续发展提供理论帮助和实践指导。

郭丰[8]2008年在《地面光伏的发展》文中研究说明目前世界上能源消耗以化石燃料为主,化石燃料消耗所带来的能源供应危机以及环境污染,使人类社会可持续发展受到越来越重的压力。因此,新能源的推广应用已成为全球共识。太阳能地面光伏,这一重要的新能源方式,其技术及产业均取得了广泛的发展,未来有可能成为战略性能源之一。

参考文献:

[1]. 蜂窝状生物质燃料及其生产设备的研制[D]. 陈学军. 河南农业大学. 2002

[2]. 蓄热室热工特性及优化设计研究[D]. 李洪宇. 昆明理工大学. 2005

[3]. 生物质燃料的脉动燃烧器及其燃烧特性的研究[D]. 向衡. 华中农业大学. 2012

[4]. 生物质固化成型有限元研究及平模成型机压辊特性分析[D]. 黎粤华. 东北林业大学. 2009

[5]. 香酥虾球的研制及年产250t香酥虾球生产车间设计[D]. 胡奕静. 华中农业大学. 2013

[6]. 汾酒用曲块制作机理及其关键技术研究[D]. 李瑞. 太原理工大学. 2011

[7]. 川东北地区天然气资源特征与可持续发展研究[D]. 高梅生. 成都理工大学. 2007

[8]. 地面光伏的发展[J]. 郭丰. 电子工业专用设备. 2008

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