连续式秸秆炭化炉的设计

炭化是解决秸秆、稻壳、农林废弃物等生物质资源化开发利用的有效途径.设计一种连续式秸秆炭化炉,介绍炭化炉的整体结构设计,详细说明其主要部件的设计方案及参数选择.经验证,该炭化炉结构合理,制造工艺简单,操作方便,性能可靠,具有较好的经济性和市场前景.     

棉秸秆二次炭化实验分析

针对新疆大量的生物质秸秆资源,尤其是棉花秸秆,在外热式炭化炉中炭化后比表面积不高、利用率低的问题,利用二次炭化的方法提高炭的比表面积。将干燥的棉秸秆在外热式炭化炉中以500℃炭化,再将炭化产物粉碎后分别在800℃和900℃的高温下,进行二次炭化,制得高活性生物质炭。同时,比较一次炭化产物、二次炭化不同温度产物的比表面积和吸附能力得出:温度越高,保温时间越长,制得炭的比表面积越大,吸附效果越好。实验结果表明:二次炭化有利于制得活性炭,提高生物质炭的经济价值。     

生物质外热式连续炭化炉的设计及可行性分析

化石能源日益枯竭的今天,利用生物质能替代传统能源研究成为研究的焦点,新疆棉秆资源丰富,合理利用生物质资源具有很大的意义。为此,以棉秆为实验样本,分析现有炭化工艺,依照节能环保的原则,设计了一种生物质外热式连续炭化炉,并介绍了炭化炉的整体结构设计,详细说明了其主要部件的设计方案及参数选择。同时,对所设计的炭化炉进行热平衡计算,得出炭化反应产生的天然气完全燃烧的热值为727MJ,炭化室热损耗为501.23MJ;理论验证了该炭化炉结构合理、制作工艺简易、操作方便、性能可靠,具有较好的市场前景。     

棉秆炭化炉的研究分析

新疆是我国最大的棉花种植基地,连续十年多实现棉花单产、总产和调出量位于全国第一,但棉秆焚烧造成了比较严重的污染。在生物质能成为国际可再生能源领域的焦点的大环境下,棉秆炭化炉能有效地将棉秆变成可再生能源,为棉秆找到很好的"出路"。为此,介绍了棉秆的炭化方法及两种炭化炉的工作原理及比较结果。同时,还介绍了车载式炭化炉与固定式炭化炉并进行比较,分析了影响出炭率的主要因素。     

连续式生物质热解炭化设备设计研究

本文针对现有生物质炭化设备生产效率低、设备运行不稳定、生产连续性差、需引用外部热源加热致使耗能高等问题,生物质热解炭化采用热解可燃气回燃利用方案,设计出一种双筒回转连续式生物质热解炭化设备。文中详细介绍了热解炭化设备的结构和工作原理,并完成了热解炭化试验测试,通过对玉米秸秆热解炭化试验表明,热解温度450℃,物料平均滞留时间30 min,炭化设备纯小时生产率为103.8 kg/h,生物炭得率为34.6%,出炭温度47℃,各项性能指标均达到设计要求,可实现连续运行生产生物炭。     

玉米秸秆炭基肥制备及应用现状

我国玉米作物的种植面积大,玉米秸秆作为制备生物质炭的原料,储备非常丰富。生物质炭基肥制备技术是玉米秸秆的利用技术之一,在绿色农业发展中具有巨大的应用潜力。基于此,本文明确了生物质炭基肥的研究背景;阐述了玉米秸秆炭基肥的生产制备工艺研究现状;讨论了生物质炭基肥在土壤改良、治理重金属污染土壤、作物增产提质,农民增产增收、提高肥料利用率四方面对农作物及土地的增益性;对炭基肥的应用前景进行了展望。     

响应面法优化水稻秸秆炭化工艺参数

采用响应面法优化水稻秸秆炭化工艺条件。在单因素实验基础上,选择热解温度、升温速率和保温时间为随机因子,进行3因素3水平的Box-Behnken中心组合设计,采用响应面法分析3个因素对水稻秸秆产炭率的影响,并建立产炭率的二次多项式数学模型。结果表明:水稻秸秆炭化时,最佳产炭条件为热解温度300℃、升温速率7.56℃/min、保温时间0.98h,在此条件下的产炭率为44.49%。随机选择水稻秸秆炭化条件,所得实验值与理论值的偏差为4.3%左右,理论值与实验值较接近,说明回归方程拟合度较高,该优化方法可行。     

基于专家模糊PID控制的生物炭炭化炉的研究

加热炉的特性参数由于受负荷或干扰因素的影响,具有时变性、大滞后、大惯性及一定非线性的特点。生物炭作为一种新型土壤改良剂与全球温室效应缓解良药吸引了各国研究人员的兴趣,其制取设备—生物炭炭化炉是一种特殊的加热炉,它不仅要求精准控温避免超调,还要求可控升温速率,这对于该炉的设计提出了不小的挑战。为此,应用专家模糊PID控制系统实现了生物炭的精确制备,并在Mat Lab/Simulink仿真的基础上,验证了该设计满足生物炭炭化高精度、无超调的要求。     

小麦秸秆和小麦秸秆生物质炭对低质量浓度Cd~(2+)的吸附特性研究

针对再生水灌溉镉污染问题,研发新型低成本高效重金属吸附材料。以农业废弃小麦秸秆和小麦秸秆生物质炭为研究对象,研究了麦秆和小麦秸秆生物质炭对低质量浓度Cd~(2+)的吸附性能及影响因素。结果表明,麦秆和小麦秸秆生物质炭对Cd~(2+)的吸附特性符合Langmuir方程,且吸附作用主要发生在吸附开始的10 min,试验条件下,生物质炭对Cd~(2+)去除率达90%以上,麦秆对Cd~(2+)去除率为70%左右;pH值对麦秆吸附Cd~(2+)影响显著,对生物质炭吸附Cd~(2+)影响极显著,pH值为3~6时生物质炭对Cd~(2+)的吸附效果较好。温度显著影响麦秆对Cd~(2+)的吸附,温度对生物质炭吸附Cd~(2+)无显著影响,当吸附材料投加量大于0.5 g/L即固液比大于0.45 g/mg时,增大二者投加量对其吸附Cd~(2+)没有显著影响。     

移动式玉米秸秆热解炭化原位还田设备研究

针对目前秸秆炭化还田主要以异位为主,移动式热解设备结构复杂,难以实现秸秆田间炭化还田等问题,基于秸秆内热式低氧炭化原理,建立自供热反应系统,研制热解炭化反应器和热解气清洁燃烧室等关键部件,集成秸秆捡拾收集、粉碎输送、烟气回用烘焙、生物炭原位还田技术,研发移动式热解炭化原位还田设备。样机试制后,进行了静态调试试验,结果表明：该设备原料处理量为50 kg/h,炭得率为21%,系统能量利用率74.6%;排放烟气中NO_x质量浓度为184 mg/m³,SO₂质量浓度为26 mg/m³,颗粒物质量浓度为17.8 mg/m³,达到烟气排放要求;生物炭中总碳、固定碳及金属元素含量符合DB21/T 3314—2020《生物炭直接还田技术规程》中的Ⅰ级生物炭要求。该设备能够实现低碳排放、炭化能源自给、田间作业等功能,为秸秆还田提供支撑平台。     

基于ProE的高效生物质秸秆粉碎机关键部件设计

生物质秸秆粉碎机是一种将生物质秸秆进行粉碎的高速机械,传统的设计方法是利用平面二维图表示,不直观,修改不便。应用ProE对高效生物质秸秆粉碎机的关键部件进行了三维造型设计,对设计的三维模型进行了物理性质分析和干涉检查,根据分析结果确定装配效果及各结构的合理性,并对方案进行了修正,提高了设计效率,缩短了开发周期。      

多体式秸秆生物质气化炉的设计

生物质能是一种清洁、可再生的能源,秸秆生物质能的开发、应用具有广阔前景,而气化燃烧是秸秆生物质能利用的一种形式。针对小型家用生物质气化炉在使用中存在气化气中焦油、灰分含量多,物料连续添加工艺复杂,而物料间断供给使用不便等问题,提出一种多体式秸秆生物质气化炉的设计。通过3个气化燃烧炉体且内炉体可拆卸,空气气化剂预热、均布供给,焦油及灰尘杂质二级净化处置等结构设计,可使得生物质物料装填工况满足家用炊事需求、保证气化反应工艺要求、有效去除气化气中焦油及灰尘杂质。多体式秸秆生物质气化炉的使用推广,可实现对秸秆生物质能源有效利用,也有助于解决秸秆生物质资源浪费及污染问题。     

组合式秸秆生物质粉碎机的设计

生物质能是一种清洁、可再生的能源,秸秆生物质能的开发应用具有广阔前景,而粉碎是对秸秆生物质能源转化利用的必要环节。为此,在分析秸秆生物质粉碎机的工作原理基础上,进行组合式秸秆生物质粉碎机总体结构设计,并对动刀及定刀的间隙、锤片与齿板的间隙、锤片与筛网的间隙、动刀及锤片形状、动刀排列、锤片排列,以及锯齿板排列等参数进行设计。组合式秸秆生物质粉碎机的使用推广,可实现对秸秆生物质能源有效利用,有助于解决秸秆生物质资源浪费及污染问题。     

基于信息熵的生物质气化炉预测

针对生物质气化过程的复杂特性,提出一种基于信息熵的生物质气化炉温度预测方法。首先,该模型利用灰色过程神经网络模型及预测模型对生物质气化炉的温度分别进行预测,通过使用信息熵法确定预测子模型的加权系数;然后把两个子模型进行加权集成,从而得到更加准确的炉温预测模型,确保了生物质气化炉温度的稳定控制。仿真效果表明了该方法的有效性。     

棉秆联合收获机的设计

随着棉花秸杆利用率的迅速增加,其联合收获机械化的需求也日益增强。本研究设计了一种棉花秸秆拔取切碎联合收获机,可一次性完成棉秆的拔出、捡拾、切碎、集箱等作业工序,提高棉花秸秆的收获效率,减少机械进田压地次数,省工省时省费用。     

室内生物质阴燃取暖炉的设计和实验

根据山东省农村住宅冬季取暖要求,设计了装料尺寸为33cm×46cm×45cm的生物质阴燃取暖炉实验台。通过初步实验,确定了装料时压实生物质料、装料后在表面覆盖灰的阴燃操作方法。实验表明,自然干燥的草坪高羊茅草和麦秸均能稳定阴燃。约3.6kg含水率为8.1%的高羊茅草或含水率为10.2%的麦秸在炉内阴燃时,炉腔中心点温度维持400℃以上分别达600min和400min,炉内物料上部气体产物温度最高不超过120℃,炉体外壁面温度维持50℃以上可达12h。     

330m2日光温室秸秆气化炉的设计

秸秆作为一种十分重要的可再生能源随着生物质能源轻化技术的发展以及秸秆气化集中供气技术日渐成熟,有效地解决了农村植物秸秆有效利用问题,节约了能源,减少了对环境的污染。为此,阐述了330m^2秸秆气化炉的技术设计依据及总体设计方案,为黑龙江省及我国北方寒冷地区日光温室供暖提供了新的热源装置。