旋转刮刀生物质粉喂料器的实验研究

生物质热化学转化工艺中,粉状生物质连续、均匀、可控地喂入对于热裂解过程具有直接影响。利用设计开发的旋转刮刀式喂料装置,以花生壳粉为原料,在不同粒径(20～40,40～60,80～100目以及未筛分)、不同料筒压力(1 000Pa,1 500Pa和常压)、不同刮刀个数(1,2,3)以及料筒内不同物料原始高度(150～300mm)条件下,对喂料装置的喂料特性进行了试验研究。结果表明:该喂料装置能够实现生物质粉的连续、稳定喂料,上述因素对于下料速率均具有显著影响。生物质粉的下料速率随着粒径的减小和料筒内气体压力的升高显著增大。两个刮刀时的喂料速率明显高于1个刮刀的,但是继续增加刮刀个数,喂料速率变化将不明显。当喂料器的转速小于26r/min时,物料装填高度对喂料速率的影响不明显;当喂料器的转速大于58r/min时,喂料速率随物料高度的增加显著增大。     

层流炉内生物质粉喂料器的设计与实验

在利用层流炉研究闪速加热条件下生物质粉热解挥发特性的实验过程中,生物质细粉的稳定加入与否直接影响实验数据的获取.为满足层流炉实验中在极小喂料速率下的稳定喂料要求,设计了一套震动式气流携带喂料器.该喂料器中生物质粉在振动电机的作用下呈流动状态,携带气流将其携带至反应区中.利用PIV技术进行了层流炉内生物质粉运动规律的冷态测量实验.研究结果表明,该加料装置具有连续稳定的加料特点,加料速率稳定在0.0399g/min左右.     

拨料式喂料器的设计与试验

为保证生物质粉喂料的连续性和稳定性,在普通螺旋喂料器的基础上,设计了一种喂料量为15g/min的拨料式螺旋喂料器,并以不同粒径的玉米秸秆粉为原料在该装置上进行试验。试验发现:为了保证设计需要的喂料速率,需控制粒径为20~40目、40~60目、60~80目和80~120目的玉米秸秆粉在料斗内的注料量分别为800、750、600、550g,其需要的拨料器转速分别为118、118、30、20r/min。经过反复试验,确定该喂料系统可以满足定量喂料的要求。     

热载体与生物质粉混合物的特性分析与实验研究

为确定快速热解反应器的设计参数,必须对热载体与生物质粉混合物的堆密度和滑动摩擦系数进行研究.为此,以石英砂和木粉为研究对象,对其不同质量比的混合物进行了实验研究,并对实验结果进行了分析.实验表明:热载体与生物质粉质量比在1:3～25:1之间时,混合物堆密度、滑动摩擦系数与热载体质量份数、热载体理论体积系数存在一定的线性关系.这些数据为热解液化工业示范装置的设计提供了依据.     

动力用煤混烧生物质燃烧特性及污染物排放特性分析

能源是永恒不变的话题,当前世界性能源问题日渐显著,人类在不断地找寻新的,具有广泛应用价值的可再生能源。文章就着重分析研究了动力用煤混烧生物质燃料的特性,并对其共燃产生的污染物的排放特性进行了研究。     

基于色选机电磁喂料系统的研究与设计

针对目前色选机一般采用的交流供电、可控硅驱动的喂料器所存在的问题,提出了新型喂料器的设计方案,采用直流电压供电,场效应管作为功率元件的喂料器驱动方式。通过对新型喂料器进行实验,结果证明新型喂料器的流量具有较好的一致性,且喂料器使用支撑聚酯片的多少、喂料器后盖的材质和厚度对喂料流量一致性的影响,新型喂料器更适应于色选机的发展。     

生物质气化影响因素的分析

阐述了生物质气化的原理及有关生物质气化技术,分析了物料、气化反应器、气化温度和气化剂对生物质气化特性的影响,指出了生物质气化技术中的关键问题。     

生物质炭基氮肥中试制备工艺与特性分析

以生物质炭为载体,分别采用简单掺混、固液吸附和化学反应工艺将生物质炭与硝酸铵进行复合,制备了3种炭基氮肥,并对其主要性质和缓释特征进行了分析与评价。结果表明,3种炭基氮肥的pH值较生物质炭均有所下降;采用化学反应工艺制备的炭基氮肥负载硝酸铵最多,其次是吸附工艺,最少的为掺混工艺,且反应型炭基氮肥比吸附型和掺混型对硝酸铵的吸持作用更强。3种生物质炭基氮肥在水溶液中的累积释放规律符合"S"型释放模型;相比于硝酸铵,3种炭基氮肥均对氮素起到控释效果,且以反应型炭基氮肥的控释效果最佳。     

固体热载体加热生物质的闪速热解特性

为研究固体热载体加热条件下生物质的热解挥发特性,在一竖直下降管模拟实验台上,利用粒子图像测速技术对陶瓷颗粒与生物质粉的混合流动规律进行了实验研究,分析了生物质颗粒在下降管内停留时间的计算方法。利用固体热载体加热下降管生物质热解实验装置,在400、450、500℃热解温度对玉米秸秆进行了热解实验,并在下降距离分别为100、400、700、1 200 mm位置处对热解炭粉进行了采样,利用灰分示踪法计算了其热解挥发程度。重复性实验表明各工况下的实验数据具有很好的重复性。通过实验数据与一级动力学模型的对比,发现二者之间差距较大,而在耦合生物质颗粒的运动规律后,实验数据与动力学模型吻合较好。     

生物质与石英砂组成双组分混合物的流化特性分析

通过流化床转化生物质是获取生物质能的重要方法之一。为此,选用秸秆和稻壳两种生物质原料,分别与石英砂组成双组分混合体系,然后在冷态条件下,在小型流化床上采用降速法进行流化特性的实验研究。结果表明:在双组分混合物中,改变生物质的种类对流化效果几乎没有影响。当粒径相同时,影响流化效果的关键取决于石英砂在混合物中所占的比例;当石英砂所占比例低于混合物的60%时,混合体系基本不能实现流化,而当石英砂单独流化时,流化效果呈理想状态;当石英砂所占比例为80%以上时,双组分混合物均可实现正常流化,且流化效果无明显差别。最终的分析结论认为,生物质与石英砂组成双组分混合物流化时,石英砂在混合物中的比例不少于80%时就可以正常流化,这一结论也为生物质流化床转化过程中进料速率的选择提供了依据。     

含床料的回转式生物质气化反应器实验

为将传统回转炉窑机械扰动特性与流态化反应器内惰性床料的均温蓄热特性相结合,提出一种回转式气化反应器设计模式,以棉秆颗粒燃料为实验原料,首先考察了回转炉转速、过量空气系数、温度等参数对气化反应系统的影响。实验结果表明,回转炉转速控制在1~4 r/min之间,随转速增加回转炉混合扰动特性增强,炉内温度分布更加均匀,不同指标参量均有提高,在实验范围内回转炉转速在3 r/min时,取得较好的产气结果;实验控制温度在550~700℃范围,各指标均随温度升高有增大趋势,其中燃气热值、气化效率受温度影响较大,实验条件下,600~650℃温度范围内燃气热值和气化效率等指标有较大提升;过量空气系数对产气结果的各项指标均有较大影响,实验控制过量空气系数在0.2~0.4范围内变动,随过量空气系数增加,除产气率和床料区温度在一定程度增大外,其他指标均有先增大后减小的变化趋势,实验中过量空气系数为0.3时气化效果较好。典型热态实验结果表明,该回转式气化反应器产出的燃气组分与流化床接近,考虑显焓的气化效率约为79.3%、碳转化率约为81.3%;以气化炉为核心进行能量平衡计算,显示系统有效输出效率达到86.8%,散热损失为主要能量损失途径;对床料区底灰的分离研究发现,床料区滞留的底灰超过90%停留在床料区下部,且大部分底灰粒径较小。通过控制变量得到优化实验结果,可为该炉型的运行和设计改进提供参考。     

农林生物质原料筛分技术与设备发展现状

针对目前生物质原料中杂质多、筛分设备不匹配等问题,对各类生物质原料进行分类,总结国内外筛分技术的发展现状。同时,通过对杂质的特性分析,针对目前的筛分方法、筛分机械进行相对应的应用,旨在提出一种适合我国生物质成型燃料大规模生产的筛分技术及配套设备,为生物质原料清选工艺提供技术支撑。     

基于离散元法的犁铲磨损特性研究

耕作土壤由大量的离散颗粒组成,触土部件在作业时与土壤中的硬质颗粒接触造成严重磨损.本文以犁铲为磨损对象,通过EDEM离散元软件建立了铧式犁工作过程模型并进行模拟仿真,对犁铲磨损进行了数值分析.利用累积接触能量获得犁铲最易磨损的位置,并选取土壤密度、犁铲硬度和铧式犁工作速度等主要影响因素进行了仿真并分析它们对犁铲磨损的影...     

分组立式耕耙犁碎土器的设计研究

碎土器是耕耙犁的主要工作部件之一。分组立式是耕耙犁的常见结构形式。简述分组立式耕耙犁碎土器的工作原理，详细介绍犁体与刀辊配置及其参数选择，并说明主要工作部件的设计方案。     

开沟合垄深施肥耕耙犁的设计

为提高肥料的利用率,开发设计一种开沟合垄深施肥耕耙犁.介绍机具的主要结构组成和工作原理,探讨传动系统、碎土器和工作部件的选型和设计思路,为肥料深施作业提供性能可靠的实用机具.     

1LQ-2400型起垄犁的研制

根据本溪地区保护性耕作技术推广要求,研制出与中型轮式拖拉机配套的1LQ-2400型破茬起垄中耕犁。阐述该机整体设计方案,介绍其关键参数与技术创新点。该机具有结构简单、性能可靠、使用方便、价格低廉的优点,适应辽东山区大田粮食生产垄作地区的土壤特性和农艺要求,有很好的推广应用价值。     

甘蔗地凿式深松犁角度参数的优化研究

针对现有甘蔗地深松犁牵引阻力大的问题,通过试验分析优化对深松犁综合性能影响较大的角度因素—犁柄倾角、入土角、入土隙角。采用二次通用旋转组合试验,建立了关键角度参数与牵引阻力之间的数学模型,对试验数据进行通径分析和响应面分析。在保证深松犁作业性能的前提下,确定了犁柄倾角为33°、入土角为25°、入土隙角为6°时为最优的参数组合。田间检验试验结果表明:优化后的深松犁深松性能良好,牵引阻力较低,满足甘蔗地深松技术要求。研究结果可为进一步优化甘蔗地深松机整体性能提供理论依据和数据参考。     

甘蔗地凿式深松犁的受力仿真分析

针对在甘蔗地使用的凿式深松犁,对比分析了在相同受力条件下,圆弧式和立柱式两种犁体的静力学特性;同时对圆弧式深松犁在不同悬挂位置进行了静力学仿真。运用SolidWoks软件从以上两个方面研究深松犁的强度特性,分析发现圆弧式结构强度较好,螺栓孔的位置较低时犁体受力较小,这为进一步完善甘蔗地使用的深松机械提供了参考。     

不同计算方法下犁耕效果评价指标权重差异分析

为寻求最适合分析犁耕效果评价指标权重数值的方法,在田间试验取得犁耕效果评价指标测量值的基础上,采用层次分析法的Excel表公式计算法、MatLab特征向量法、yaAHP软件求解法等3种方法求得到各犁耕效果评价指标权重数值及一致性比率。结果分析表明:3种方法求得犁耕效果各项指标的重要程度排序均为耕深稳定性>土垡破碎率>植被覆盖率>入土行程>耕宽稳定性;但权重值存在微小差别,一致比率分别为0.0463、0.0226、0.0225;yaAHP软件求解法得出的权重值更为精确可靠。分析可知:此3种算法均能求得犁耕效果评价指标的权重排序及权重值,可为农业机械适用性评价指标由定性评价转为定量评价提供参考。