大型生物質(zhì)氣化設備設計及其有限元分析.pdf

1、近年來我國的能源需求量逐年上升，化石能源的巨量消耗讓人們思考能源和霧霾危機下的節(jié)能之路，提出了以新能源和可再生能源替代化石能源。生物質(zhì)能是一種儲量巨大的可再生資源，占一次能源總量的33％，其中生物質(zhì)氣化技術可將生物質(zhì)廢棄物轉(zhuǎn)化為富氫燃氣的潔凈能源，是可再生能源應用領域內(nèi)一項高新技術。目前，我國在生物質(zhì)氣化技術及其設備的研發(fā)還處于起步階段，為提高生物質(zhì)氣化效率及其設備的可靠性，形成我國自主的知識產(chǎn)權，本文對生物質(zhì)氣化技術及其設備展開了相關

2、研究。
　　首先，本文對現(xiàn)有生物質(zhì)能利用技術進行了總結(jié)，并基于生物質(zhì)氣化技術，提出了高溫絕氧富蒸汽氣化工藝和回轉(zhuǎn)式氣化反應釜的新型生物質(zhì)氣化技術，用于解決農(nóng)林、竹木加工企業(yè)對生物質(zhì)廢棄物處理和燃氣能源需求的問題。按照該新型氣化技術要求對大型生物質(zhì)氣化設備進行總體方案設計，對回轉(zhuǎn)式氣化反應釜重要部件進行結(jié)構(gòu)設計。
　　其次，利用ANSYS軟件對氣化反應釜簡體的支承單元位置進行優(yōu)化設計，分析支承單元位置對反應釜簡體的擾度、支承反

3、力、力矩的影響，選取最優(yōu)支承單元位置方案，減少反應釜簡體的應力及形變;對換熱管道位移變形做路徑分析，選取最大位移變形處設置螺旋支承板。
　　然后，本文基于Workbench平臺對氣化反應釜高溫、多載荷的實際復雜工況進行有限元分析，利用Matlab將采集到的反應釜溫度數(shù)據(jù)擬合為溫度載荷函數(shù)，獲得氣化反應釜的溫度場，對反應釜簡體的溫度場、靜力學、預應力模態(tài)進行多物理場耦合分析，對氣化反應釜簡體的熱應力、位移形變、等效應變、安全系數(shù)以及