稻殼連續(xù)炭化裝置中溫度分布的實驗研究與模擬.pdf

1、能源是當今工業(yè)發(fā)展的推動力，而近年來世界能源危機日益加重，能源結構也發(fā)生著從化石能源向清潔能源的轉變。生物質能源由于儲量大可再生的特性已經成為新能源開發(fā)的焦點。生物質炭化可以實現生物質能源的合理利用，為了完成炭化過程需要設計出合理的炭化裝置，而裝置中的溫度分布直接影響炭化過程的進行。
　　本文立足于工程應用，設計了一臺連續(xù)炭化裝置并對其內壁溫度與炭化過程中熱解氣體的溫度分布進行實驗研究。實驗中選擇自然風干的稻殼為原料，通過對實驗數

2、據的處理和分析：得到了連續(xù)炭化裝置物料處理量的計算公式；連續(xù)炭化裝置在不同物料處理量下吸放熱區(qū)間的分布并驗證了設備設計的可靠性。本文的研究內容主要從以下幾個方面展開：
　　1、實驗裝置與實驗內容
　　實驗裝置為一臺最大物料處理量為11.0kg/h的連續(xù)炭化裝置，裝置筒體總長為6m，物料的輸送裝置為螺距0.12m的無軸螺旋；實驗內容主要包括炭化裝置進料量實驗和傳熱實驗，首先通過炭化裝置進料量實驗得到了該連續(xù)炭化裝置在不同物料處

3、理量下的炭化時間以及物料處理量的計算公式，在此基礎之上進行傳熱實驗，主要考察物料處理量在5.0kg/h，6.5kg/h，8.5kg/h和11.0kg/h下，稻殼在連續(xù)炭化過程中產生的熱解氣體的溫度在該連續(xù)炭化裝置軸線方向上的分布規(guī)律。
　　2、實驗結果與結論
　　通過炭化裝置進料量實驗，得到了該連續(xù)炭化裝置物料處理量的計算公式為：Qm=8.46·b·ρ·D2·S·n，并且通過傳熱實驗得到了裝置內壁溫度與熱解氣體溫度的溫差曲線

4、，根據熱量供給與溫差值變化的關系得到了稻殼在該實驗裝置中吸放熱區(qū)域，該區(qū)域主要集中在距離裝置進口1.667m～2.867m的范圍內，最后通過計算得到傳熱系數相對誤差，該誤差在允許范圍之內，說明此裝置的設計是合理的。
　　3、連續(xù)炭化裝置的溫度分布模擬
　　利用Fluent15.0對連續(xù)炭化裝置中熱解氣體的溫度分布進行模擬，并將模擬結果與實驗結果進行對比，對比結果顯示兩者誤差較小，由此說明Koufopanos生物質熱解模型能夠