Xiao Yi Road, Liu Zhen prima, Guodong Yan, Xu Min, SUN
Abstract: buccia di riso Esempio studiato gli effetti di riso diverso diametro buccia delle particelle del coefficiente di trasferimento di calore sulle caratteristiche di pirolisi e di combustione, la combustione di coke, l'uso di TG / DTG6200 termogravimetrica analisi termica differenziale di polvere particella diversa aveva una buccia di riso caldo esperimenti soluzione, ottenuta con diversi TG, DTG, curva DTA. i risultati hanno mostrato che la dimensione più piccola particella che lolla devolatilizzazione bassa è la temperatura, più breve è il tempo di deposizione, il coefficiente di trasferimento di calore è aumentato, aumentando la velocità di riscaldamento, a favore combustione, ma troppo piccole particelle, aumentando il grado di perdita di calore, quando il diametro delle particelle è inferiore alla dimensione critica, inclini a misfire fenomeno influenzato dal processo di combustione di dimensioni del coke particelle, la dimensione delle particelle è ridotta, la velocità di reazione è accelerata combustione, combustione abbreviare il tempo, a favore di bruciato.
La biomassa è un'energia rinnovabile ideale, a causa della sua universalità, rinnovabile, facilità di pulizia e l'attenzione della gente [1-8]vasta gamma di biomassa del nostro paese è un grande paese agricolo, la produzione annua di materie prime di paglia, a circa 600 milioni di tonnellate, soprattutto in paglia del mais (28,7%), paglia di grano (25,4%) e la paglia di riso (14,3%)[9-10]Quindi il seguente studio di biomassa sono rifiuti ai fini del raccolto.
Attualmente, molti materia prima per la ricerca pirolisi, ma poche ricerche sulle caratteristiche di combustione della biomassa segnalato. Biomassa complessa forma, densità di piccolo, basso potere calorifico, il che rende difficile l'uso di carbone e biomasse miscelato tecnologie bruciore, tecnologie di combustione della biomassa come granulazione sono stati alcuni rapporti, mentre il dispositivo anche combustione diretta di biomassa combustione diretta della biomassa raramente riportata principalmente stufa bruciatore bruciatore e l'efficienza di combustione della caldaia è bassa, con conseguente spreco di energia ..; tecnologia di combustione migliora notevolmente l'efficienza della combustione, caldaia a combustione primaria con un forno fluido caldaia a letto bruciore e uno strato, preferibilmente un letto fluidizzato e adattabilità della biomassa.
La combustione combustione a letto fluido con ordinaria grande differenza è che quando lo stato del particolato combustione grezzo, il processo di combustione in un fluido particelle reattore a letto fluidizzato sono e scambio termico. Questa combustione diretta della combustione di biomassa è molto adatto per questo esperimento buccia di riso come oggetto di ricerca, riferito a studiare l'effetto della combustione delle particelle di biomassa per fornire una base per la progettazione del letto fluidizzato, e questo fornisce un riferimento vantaggioso l'utilizzo di biomasse.
1 caratteristiche dello scafo di riso
1.1 Caratteristiche fisiche
Buccia di riso è una superficie ruvida, c'è un piccolo problema nella forma di un materiale bobina vuota, generalmente una lunghezza di circa 10 mm, ha il diametro maggiore di 2 ~ 3 mm. Tabella 1 e Tabella 2 (ANALISI sue principali caratteristiche fisiche Analisi elementare industriale taken buccia Jinan origine periferia). buccia e altre proprietà molto simili alla paglia, la differenza principale è che i componenti della cenere buccia di riso sono sostanzialmente SiO 2, così anche la buccia di riso viene estratta SiO 2Una delle migliori materie prime della biomassa.
1.2 Proprietà chimiche
Dai dati nelle tabelle 1 e 2 si può vedere, la densità di piccole buccia di riso, componente N in buccia di riso, il contenuto di S è molto bassa, la desolforazione dei fumi di combustione e denitrificazione non occorre considerare il contenuto volatili problema gusci fino a più del 70%, indicando facile da accendere, ma illustra anche il calore prodotto dalla combustione di pula di riso dalla combustione principale volatile, quindi per lolla biomassa riso, bruciando situazione instabile influenza direttamente il rendimento di combustione in larga misura. questa serie di proprietà di lolla di riso richiede una particolare attenzione durante il suo utilizzo.
Effetto della dimensione delle particelle sulla combustione Caratteristiche 2
2.1 Effetto della dimensione delle particelle sulla pirolisi
Dai tre diversi buccia dimensioni delle particelle, la sua lunghezza distinguere granulometria, una lunghezza scafo riso 8 ~ 10mm, una lunghezza b buccia 0,5 ~ 2mm, pula lunghezza c 0,01 ~ 0,05 mm. Modello utilizzando TG / DTG6200 termogravimetrica differenziale analizzatore termico, campo di temperatura: temperatura ambiente ~ 1100 ℃, sensibilità di massa: 0,2 g, velocità di riscaldamento 50 ℃ / min, pula di riso ottenuta a, b, c delle curve TG, DTA e DTG, come come mostrato in fig. 1. come si può vedere dalla curva bruciando pula di riso grossolanamente diviso in tre fasi.
Analisi della fase acquosa (AB), questa fase è la fase di analisi dell'acqua, e può essere visto che esiste una chiara picco tra i segmenti AB, che rappresenta il tasso massimo di analisi dell'acqua. Devolatilizzazione e fase di combustione (CD) , in generale, la temperatura alla quale DTG prendere 0,1mg / min = la temperatura devolatilizzazione, precipitato in atmosfera di ossigeno nella combustione di squadra volatili presto coke di bruciare fase (DE), si può vedere dalla figura, sia curve TG DTG stato relativamente indebolita cambio di segmento FG, in particolare più evidenti curve DTG, mostra relativamente lenta combustione della lolla coca riso.
Come si può vedere dai dati della Tabella 3, tre tipi di temperatura devolatilizzazione scafo riso e la temperatura desiderata Ta raggiunge la massima quantità di precipitazione pula> Tb> Tc, vale a dire la dimensione delle particelle diminuisce, pula di riso devolatilizzazione temperatura diminuisce, mentre il tempo richiesto è ridotta; combustione instabile e la combustione di precipitazioni possono essere suddivisi in due stadi, il gas brucia rapida velocità, il tempo richiesto per la combustione è molto maggiore del tempo di precipitazione, così ci possono essere tempo di combustione approssimativamente trascurabile . la quantità di dati dalla tabella 3 viene precipitato dalla buccia di un tempo devolatilizzazione è 1,61 volte la lolla b, c è 1,64 volte di pula di riso, pula di riso indicando la sua devolatilizzazione particella tempo è influenzato, con il tempo di devolatilizzazione particella ridotto diminuisce; c temperatura massima di pula di riso, ma anche a causa della sua piccola dimensione delle particelle fini.
b buccia di riso e parametri C sostanzialmente simile, un parametro differenza estremamente grande pula di riso, pula di riso in parte perché una grande granulometria, non è favorevole alla combustione; d'altra parte si vede che, quando il riso lolla particella piccolo in una certa misura, e quindi ridurre l'influenza della sua combustione granulometria buccia o pirolisi gradualmente indebolita, mentre il processo buccia granulometria inferiore richiederebbe maggiore consumo di energia, il processo è 10 diametro di 20mm consumo biomassa ~ potenza di circa 5kW / t, se il processo di 0,1 millimetri o meno, la potenza richiesta necessaria per 20kW / t circa. Pertanto, per la combustione di buccia di riso non è illimitata con particelle di valutazione economica complessiva per selezionare una granularità ragionevole.
Al fine di valutare appieno la combustione della biomassa, è stato introdotto l'indice P della caratteristica di combustione '11 -12 'per descrivere:
P Index riflette le caratteristiche di combustione di pula di riso sul fuoco bruciare e indice completo, maggiore è il valore P, le caratteristiche di combustione di bucce di riso spiegato meglio. Velocità di riscaldamento, la dimensione delle particelle e la variazione di peso campione di un campione di caratteristiche di combustione lolla di riso hanno un determinato indice L'effetto dell'indice delle caratteristiche di combustione aumenta con la diminuzione della dimensione delle particelle. [9]L'indice delle caratteristiche di combustione P è stato calcolato per ciascuno dei tre tipi di scafi di riso e il risultato è stato Pa.[13].
2.2 Effetto della dimensione delle particelle sul trasferimento di calore
Dal assorbimento di calore in termini di materia prima, la dimensione delle particelle viene ridotta, aumentando l'area di trasferimento di calore di materie prime, e facilita riscaldamento endotermica rapido, in, dimensioni generali piccole particelle, il coefficiente di trasferimento di calore è grande quando la differenza di temperatura tra le particelle e il decadimento temperatura ambiente Quando il valore iniziale è 1%, cioè il tempo richiesto per la temperatura delle particelle e la temperatura ambiente per raggiungere sostanzialmente l'equilibrio termico ha la seguente relazione con la dimensione delle particelle:
Pertanto, la dimensione delle particelle diminuisce e il tempo di innalzamento della temperatura delle particelle viene ridotto.Allo stesso tempo, la dimensione delle particelle diminuisce e il coefficiente di trasferimento del calore aumenta, secondo Zheng Qiayu. [14]Nello studio del letto fluido circolante, si è riscontrato che il coefficiente di trasferimento di calore aumentava con la diminuzione del diametro della sonda a sfera, pertanto la riduzione della dimensione delle particelle era vantaggiosa per la combustione della materia prima.
Dal punto di vista delle materie prime nella condizione naturale (cioè, condizioni fuoco calore) in termini di riduzione della granulosità del materiale di combustione ha i suoi svantaggi. La dimensione delle particelle del calore liberato non è interessato, ma il raffreddamento della convezione ma con il diametro ridotto Aumentato inversamente [15], Così che la temperatura del materiale diminuisce, non favorisce la combustione. Per gli stessi tipi di materie prime effettuati dalla combustione in letto fisso, la dimensione delle particelle diminuisce, la densità apparente, la riduzione porosità, aumenta la resistenza, in modo che la materia prima in uno stato ipossico, non è favorevole alla combustione il suo principio è molto semplice, ma più discussione si è incentrata sull'influenza della convezione alla combustione qui di solito hanno la seguente relazione al coefficiente di trasferimento di calore e l'esilio criteri Nusselt ..:
Quando il partendo diametro materiale particellare d è ridotta, le linee guida Nu molto ridotta, parametri fisici [lambda] è sostanzialmente costante, l'aumento α, riducendo la dimensione delle particelle, le specifiche aumenta Superficie, aumentando il numero di particelle, aumenta la probabilità di collisione tra le particelle tra loro trasferimento di calore maggiore, quando la dimensione delle particelle è ridotto, da un lato facilita la combustione della materia prima, il rilascio di calore Qf; dall'altro stessa materia prima con la circostante dissipazione ambiente calore Qs è, quando QF> Qs, il rilascio di quantità di calore del materiale di combustione, la temperatura Aumento: Quando Qf = Qs, la combustione della materia prima libera calore e calore bilancia la materia prima, che si trova in uno stato relativamente stabile.
Ma quando il coefficiente di trasferimento termico per convezione è abbastanza grande, c'è Qf[15].
basso potere calorifico della biomassa, calore viene rilasciato per unità di massa è molto più piccolo rispetto al carbone, nella stessa dimensione delle particelle, il carbone grezzo è solo la metà del materiale di accumulo di calore preparata. Quando una grande quantità di calore, la biomassa più inclini a stallo fenomeno la figura 2 è una c buccia profilo di temperatura di combustione scafo riso in letto fluido, si può vedere dalla figura, un riso bassa dipendenza dalla temperatura carene, è relativamente stabile; c sebbene gusci di riso e la temperatura raggiunge un certo momento 1000 ℃, pula di riso supera una temperatura massima, ma le variazioni di temperatura, la temperatura minima è inferiore a 200 ℃, già nello stato off. dal punto di vista della pirolisi, la pirolisi buccia di riso c lolla un tasso superiore, il tasso di devolatilizzazione veloce, in modo che la temperatura elevata breve tempo in buccia c. nel complesso, una buccia delle condizioni di combustione buccia di riso meglio di c. Pertanto, nelle attrezzature combustione vera, alimentazione penetra dallo stato a freddo ad un sale forno ad alta temperatura, è l'iniziale gas ad alta temperatura di scarico per riscaldare la materia prima, la dimensione delle particelle più piccole in questo momento, più breve è il tempo di riscaldamento, è favorevole a materiale rapida raggiunge la temperatura di combustione, tuttavia, quando la combustione continua materia prima per alzare la temperatura della canna fumaria calore gas diventa, più la granulosità Più piccolo, più dissipazione di calore, non è favorevole alla completa combustione delle materie prime, Aggiungere la perdita di materiale di partenza incompleta combustione meccanica.
2.3 Effetto di combustione del coke delle dimensioni delle particelle
processo di combustione pula di riso può essere diviso in combustione volatile e char velocità di combustione del gas di processo 2 di combustione è di gran lunga superiore al tasso di combustibile solido, e riso bruciore scafi è determinata principalmente dal tempo in cui la combustione del coke. buccia alto contenuto di volatili, precipitato veloce, completa combustione richiede ossigeno sufficientemente breve, il coke volatili analizzato è avvolto nel mezzo, arrestando la sua reazione con l'ossigeno, e quindi relativamente lenta combustione della lolla coca riso. la reazione di carbonio con l'ossigeno seguenti quattro possibili :
Questi quattro tipi di meccanismo di reazione, e Wurzbacher Wicke rendono tale conclusione, dalla combustione di carbone (4) Meccanismo di reazione, in particolare a temperature superiori a 1100 ℃, 4 ovvia reazione a temperature più basse, viene introdotto Documento '15' La formula per la relazione tra i due rapporti di prodotto è la seguente: Quando la temperatura è compresa tra 457 e 897 ° C:
Qui media di 677 ℃, reazione di riduzione del carbonio non si verifica a questa temperatura. L'ottenimento del rapporto calcolato è 3,4, CO maggiore proporzione, risulta principalmente reazione di combustione di carbonio secondo la reazione (3) mallo Il punto di fusione della cenere è relativamente basso.In applicazioni pratiche, la temperatura di combustione è generalmente controllata a 800-900 ° C. La reazione di combustione si basa principalmente sulla reazione 3.
La dimensione delle particelle della materia prima viene ridotta e l'area della superficie specifica è grande e la velocità di reazione di massa del carbonio per unità di massa è elevata. [16]L'area superficiale specifica è aumentata per migliorare la miscelazione di ossigeno per unità di volume, l'area di contatto aumenta, aumentando in tal modo la reazione di combustione del carbonio. Diffusione superficiale dell'ossigeno del carbonio, il gas combustibile da un lato dal blocco, invece dalla combustione della superficie di carbonio bloccando cenere, particelle di materia prima è ridotta, la cenere formata durante la combustione dei blocchi di carbone è piccolo, in favore diffusione dell'ossigeno. raffinamento di particelle di carbonio, può migliorare la diffusione di ossigeno alla superficie del coefficiente di trasferimento di massa di carbonio [17]Pertanto, la riduzione della dimensione delle particelle di materiale grezzo è vantaggiosa per la combustione del coke.
3 conclusioni
(1) Per TGA buccia inteso, la dimensione delle particelle più piccole, che abbassano la temperatura di devolatilizzazione, con la quantità di tempo più breve analisi volatile, più veloce è la velocità di combustione, coke, la granulometria della piccolo, maggiore velocità di combustione, il materiale calcinazione è anche più breve è il tempo, minore è la dimensione delle particelle, maggiore è il coefficiente di scambio termico, il tasso di temperatura del materiale grezzo raggiungerà presto il tempo richiesto per la combustione è anche più breve, tuttavia, la dimensione delle particelle ridotta Lo stesso aumenterà la quantità di dissipazione del calore della materia prima, quando la dimensione delle particelle viene ridotta al di sotto di una certa soglia d, sarà estinta a causa dell'eccessiva dissipazione del calore.
(2) selezione della dimensione delle particelle dell'economia dovrebbero essere considerati. Quando la materia prima per la granulometria desiderata processo è piccolo, esso richiede un grande consumo di energia, per elaborare il diametro biomassa delle particelle di 10 ~ consumo energetico 20mm 5kW / circa t, se il processo di 0,1 millimetri o meno, la potenza richiesta necessaria per 20kW / T attorno. Così la granulometria del materiale da trattare ed economia selezione vincolante per impostare la soglia.
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