毛竹焙燒炭成型工藝及性能研究.pdf

1、能源危機和環(huán)境問題嚴重已經(jīng)成為制約國家經(jīng)濟發(fā)展的桎梏，尋求新能源已經(jīng)迫在眉睫，生物質(zhì)能素來以來源豐富、環(huán)境友好，可持續(xù)利用而躋身世界能源的舞臺。其中生物質(zhì)能源化利用最簡單、最直接的途徑便是生物質(zhì)固體成型燃料，但其原料產(chǎn)地分散、儲運成本大，研究以焙燒原理為基礎(chǔ)的技術(shù)，可以有效改善原料的儲存和運輸問題，并能提高固體燃料的能量密度。
　　本文以不同竹齡、不同部位的毛竹焙燒炭為研究對象，對其成型過程采用響應(yīng)曲面優(yōu)化確定最佳工藝，利用錐形量

2、熱儀探究成型燃料的燃燒性能，為毛竹焙燒燃料作為一種清潔能源提供理論依據(jù)。
　　論文主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：
　?。?）毛竹焙燒炭隨竹齡的增加，含水率、灰分和揮發(fā)分降低，固定碳增加，C元素含量增加，O元素含量減少，密度、熱值和得率增加，研磨性降低；同年生毛竹焙燒炭隨部位的降低，含水率和揮發(fā)分降低，灰分和固定碳增加，C元素含量增加，O元素含量減少，密度、熱值和得率增加，研磨性降低。以焙燒炭的熱值與得率的乘積作為評判其優(yōu)劣的指標，

3、最佳的焙燒原料是6年生下部。
　?。?）研究施膠量、原料含水率、粉碎粒度三個外在可變影響因素對成型燃料品質(zhì)特性的單獨影響，得出的結(jié)論主要有，隨著施膠量的增加，燃料的熱值、密度和抗壓性增加，而破碎率和滲水性降低；隨著含水率的提高，燃料的熱值、密度和抗壓性先增后減，在10％左右取得最大值，而破碎率先減后增，在10%左右取得最小值，滲水性呈下降趨勢；隨著原料粒徑的增加，熱值略有降低，密度和抗壓性降低，破碎率和滲水性增加。
　?。?

4、）對毛竹焙燒炭成型工藝的響應(yīng)曲面設(shè)計優(yōu)化最終經(jīng)軟件分析，在本次試驗數(shù)據(jù)里，不考慮其他因素，毛竹焙燒炭成型燃料的最大熱值為29.189MJ/kg，則最加優(yōu)化條件為：施膠量46%，含水率8%，粉碎粒度0.3~0.5mm；毛竹焙燒炭成型燃料的最大密度為1.113g/cm，則最加優(yōu)化條件為：施膠量46%，含水率8.41%，粉碎粒度0.3~0.5mm；毛竹焙燒炭成型燃料的最小破碎率為3.703%，則最加優(yōu)化條件為：施膠量46%，含水率9.75%，

5、粉碎粒度0.3~0.5mm；毛竹焙燒炭成型燃料的最大抗壓性為34.644N/cm，則最加優(yōu)化條件為：施膠量46%，含水率9.60%，粉碎粒度0.3~0.5mm；毛竹焙燒炭成型燃料的最小滲水性為0.678%，則最加優(yōu)化條件為：施膠量46%，含水率12%，粉碎粒度0.3~0.5mm。綜合考慮5個響應(yīng)值，聯(lián)系實際生產(chǎn)，毛竹焙燒炭的最優(yōu)成型工藝為：施膠量46%，含水率10%，粉碎粒度0.3~0.5mm。
　?。?）通過紅外光譜圖的分析，毛

6、竹焙燒過程中，纖維素分解，木質(zhì)素基本未變化，綜合對比三種物質(zhì)，可知毛竹焙燒炭成型過程中并未發(fā)生化學(xué)鍵的斷裂和重新結(jié)合，而是依靠分子間力的作用緊密結(jié)合在一起的。通過顯微圖的觀測分析，毛竹焙燒炭顆粒表面粗糙多楞無吸附，竹焦油是一種粘稠流體狀物質(zhì)，綜合對比三種物質(zhì)，可知毛竹焙燒炭的成型是靠竹焦油的粘結(jié)作用而緊密結(jié)合在一起的。
　?。?）通過在不同輻射熱通量下毛竹焙燒炭成型燃料的錐形量熱儀燃燒實驗，得出隨著輻射熱通量增加，毛竹焙燒炭成型燃