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生物质热解和层状燃烧特性的实验研究

作　者: 任霄汉
导　师: 孙锐
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 热能工程
关键词: 生物质燃料特性热解特性热重-FTIR 层状燃烧特性
分类号: TK6
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

生物质能源是一种可以有效解决能源危机和环境问题的清洁可再生能源，但是其利用率比较低，具有很大的开发潜力。随着能源短缺日益严重，生物质能得有效利用成为现阶段解决能源危机的有效手段之一，因此生物质能有效利用越来越受到重视，而气化和直接燃烧则又是使用生物质能源的主要手段，因此本文选取直接燃烧作为研究生物质能的手段，重点研究几种生物质热解和层状燃烧的特性。为此，本文研究内容主要包括以下几个部分；首先，为了了解生物质燃料的特点，对几种生物质进行了元素分析、工业分析、灰成分分析、灰熔融特性分析等特性分析，对生物质的燃料特性有了全面的了解。生物质水分含量变化大，干燥基挥发分含量大，热值较低，氮硫含量较低。其次，为了对生物质热解特性进行分析，对几种生物质进行了热重实验分析以及热重FTIR联用分析，对不同生物质的热解特性进行了比较，并分析了混合生物质的热解特性，同时采用两种不同的模型对热解数据进行处理，得出了生物质热解动力学参数。最后，对生物质层状燃烧进行了实验研究。实验采用一维层燃炉作为燃烧器，采用丙烷作为助燃气，对几种单种生物质和混合生物质进行了层燃实验，实验过程发现一次风温度以及生物质水分对生物质层状燃烧具有较大的影响，并且在特定的条件下（主要是指高水分以及高一次风温下），生物质可能会出现几层生物质同时燃烧或者底层生物质先于上层生物质燃烧的情况。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-13
  1.1 研究背景  8-10
  1.2 目前国内生物质领用的状况以及存在的问题  10-11
  1.3 研究内容与研究方案  11-12
  1.4 本章小结  12-13
第2章生物质燃料特性分析  13-23
  2.1 生物质燃料特性分析  13-16
  2.2 生物质灰特性分析  16-19
  2.3 生物质堆积密度实验  19-21
  2.4 本章小结  21-23
第3章生物质热解动力学特性的研究  23-55
  3.1 引言  23
  3.2 国内外关于生物质热解特性研究状况  23-26
    3.2.1 国外研究状况简介  23-25
    3.2.2 国内研究状况简介  25-26
  3.3 生物质热解气体 FTIR 实验及数据分析  26-36
    3.3.1 热重红外联用的试验方法  26
    3.3.2 生物质热解气体 FTIR 定量分析  26-36
  3.4 热重分析  36-42
    3.4.1 热重分析(TGA)简介  36-37
    3.4.2 升温速率对生物质热解特性的影响  37-39
    3.4.3 不同生物质热解特性以及混合生物质特性的比较  39-42
  3.5 热解反应动力学分析  42-54
    3.5.1 热解动力学分析  42-44
    3.5.2 生物质表观反应动力学数据分析  44-54
  3.6 本章小结  54-55
第4章生物质燃烧特性的实验研究  55-67
  4.1 引言  55
  4.2 生物质一维层燃炉热态实验台  55-58
    4.2.1 燃烧室  56
    4.2.2 燃气燃烧器  56-57
    4.2.3 炉排  57-58
    4.2.4 测温位置  58
    4.2.5 燃烧空气  58
  4.3 一次风温对生物质层燃特性的影响  58-63
    4.3.1 玉米芯实验研究  58-60
    4.3.2 其他几种生物质的实验研究  60-63
  4.4 水分含量的变化对生物质层燃的影响  63-66
  4.5 本章小结  66-67
结论  67-68
参考文献  68-72
攻读学位期间发表的学术论文  72-75
致谢  75

生物质热解和层状燃烧特性的实验研究

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