یی Xiaolu، لیو Zhenxian، Guo Dongyan، Xu مین، سان لی
چکیده: سبوس برنج به عنوان مثال اثر قطر مختلف برنج ذرات پوسته از ضریب انتقال حرارت در تجزیه در اثر حرارت و احتراق ویژگی ها، احتراق، کک و استفاده از TG / تجزیه و تحلیل DTG6200 حرارتی دیفرانسیل حرارتی ذرات پودر های مختلف بررسی یک پوسته برنج گرم بود آزمایش راه حل، به دست آمده با مختلف TG، DTG، منحنی DTA. نتایج نشان داد که ذرات کوچکتر پوسته اندازه که devolatilization حرارت کمتر، کوتاه تر زمان رسوب داده شده، ضریب انتقال حرارت افزایش می یابد، افزایش میزان حرارت، به نفع احتراق، اما ذرات خیلی کوچک در حالی که افزایش درجه از دست دادن حرارت، هنگامی که قطر ذرات کمتر از ابعاد بحرانی است، مستعد ابتلا به درنرفتن پدیده تحت تاثیر فرآیند احتراق از اندازه ذرات کک، اندازه ذرات کاهش می یابد، سرعت واکنش است شتاب احتراق، احتراق زمان کوتاه شده است و باعث سوزاندن می شود.
زیست توده منبع انرژی تجدید پذیر قابل استفاده است که توجه مردم را به دلیل گستردگی، قابلیت تکثیر و پاکیزگی آن جلب کرده است. [1-8]زیست توده طیف گسترده ای از کشور ما یک کشور کشاورزی بزرگ، تولید سالانه مواد اولیه نی در حدود 600 میلیون تن است، به طور عمده در STOVER ذرت (28.7٪)، کاه گندم (25.4٪) و کاه برنج (14.3٪)[9-10]بنابراین، تحقیقات زیر در زمینه زیست توده نیز برای بقایای محصول است.
در حال حاضر، بسیاری از مواد خام برای تحقیق تجزیه در اثر حرارت، اما تحقیقات کمی در ویژگی های احتراق زیست توده گزارش شده است. زیست توده شکل پیچیده، چگالی کوچک، ارزش گرمایی پایین، که باعث می شود آن را دشوار برای استفاده از زغال سنگ و زیست توده مخلوط فن آوری سوزش، فن آوری احتراق زیست توده مانند دانه های ریز اند برخی از گزارش ها، در حالی که دستگاه همچنین احتراق مستقیم از زیست توده احتراق مستقیم از زیست توده به ندرت گزارش در درجه اول اجاق گاز اجاق گاز مشعل مشعل و راندمان احتراق دیگ بخار کم است، در نتیجه اتلاف انرژی ..؛ فن آوری احتراق تا حد زیادی بهبود بهره وری از احتراق، دیگ بخار احتراق اولیه با یک دیگ بخار تخت کوره سوزاندن سیال و یک لایه، ترجیحا بستر سیال و سازگاری از سوخت زیست توده.
احتراق احتراق بستر سیال با بزرگترین تفاوت های معمولی این است که وقتی حالت خام احتراق ذرات، فرآیند احتراق در یک بستر سیال ذرات راکتور هستند سیال تبادل گرما و این احتراق مستقیم احتراق زیست توده بسیار مناسب برای این آزمایش پوسته برنج به عنوان هدف پژوهش، خلاصه شده توسط مطالعه اثر احتراق ذرات زیست توده به ارائه یک پایه ای برای طراحی از بستر سیال، و این مرجع به نفع استفاده از انرژی زیست توده.
1 مشخصات بدنی برنج
1.1 مشخصات فیزیکی
سبوس برنج یک سطح خشن است، glitch کوچک به شکل یک ماده قرقره توخالی، به طور کلی طول حدود 10mm وجود داشته است، بزرگترین قطر 2 ~ ورق 3mm. جدول 1 و جدول 2 (تجزیه و تحلیل ویژگی های فیزیکی اصلی آن از آنالیز عنصری صنعتی پوسته گرفته جینان منشاء حومه). پوسته و خواص دیگر بسیار شبیه به نی، تفاوت اصلی این است که اجزای خاکستر پوسته برنج قابل ملاحظه سیلیس 2بنابراین پوسته برنج نیز SiO استخراج می شود 2یکی از بهترین مواد اولیه زیست توده.
1.2 خواص شیمیایی
توسط داده ها در جداول 1 و 2 مشاهده می شود، چگالی پوسته برنج کوچک، جزء N در پوسته برنج، مقدار S بسیار کم است، گوگرد گاز دودکش احتراق و نیتروژن دهی بدون نیاز به در نظر گرفتن محتوای مواد فرار مشکل پوسته تا بیش از 70٪، نشان می دهد آسان به آتش، بلکه نشان می دهد که حرارت آزاد شده از سوختن پوسته برنج از احتراق اصلی فرار، بنابراین برای پوسته برنج زیست توده، سوزش وضعیت فرار به طور مستقیم بر راندمان احتراق تا حد زیادی. این سری از ویژگی های پوسته برنج در هنگام استفاده از آن توجه خاصی می کند.
2 اثر اندازه ذرات بر ویژگی های احتراق
2.1 تأثیر اندازه ذرات بر پیلوریس
سه مختلف پوسته اندازه ذرات، که در آن طول آن به تشخیص اندازه ذرات، طول پوسته برنج 8 ~ 10mm و، یک پوسته طول ب 0.5 ~ ضخامت 2mm، کاه طول c 0.01 ~ شده 0.05mm. مدل با استفاده از TG / DTG6200 حرارتی دیفرانسیل تجزیه و تحلیل حرارتی، محدوده دما: دمای اتاق ~ 1100 ℃، حساسیت توده: 0.2 گرم، میزان حرارت 50 ℃ / دقیقه، پوسته برنج به دست آمده، B، C از منحنی TG، DTA و DTG، مانند همانطور که در شکل نشان داده شده است. 1. همانطور که می توان منحنی دیده سوزاندن پوسته برنج تقریبا به سه مرحله تقسیم می شود.
تجزیه و تحلیل از فاز آبی (AB)، این مرحله به مرحله از تجزیه و تحلیل آب است، و دیده می شود این است که به اوج روشن بین بخش های AB وجود دارد، به نمایندگی از حداکثر نرخ تجزیه و تحلیل آب. Devolatilization و مرحله احتراق (CD) به طور کلی، درجه حرارت که در DTG را از 0.1mg / دقیقه = دما devolatilization، در جو اکسیژن در احتراق باشگاه فرار رسوب به زودی کک سوختن مرحله (DE)، می توان از شکل دیده می شود، یا منحنی TG DTG نسبتا ضعیف شد تغییر بخش FG، به ویژه منحنی های DTG واضح تر است، نشان می دهد احتراق نسبتا آهسته از پوسته برنج کک.
همانطور که می توان از داده ها در جدول 3 دیده می شود، سه نوع از دمای devolatilization پوست برنج و درجه حرارت مورد نظر تا حد ماکزیمم می رسد کاه مقدار بارش> TB> TC، است که می گویند به عنوان اندازه ذرات کاهش می یابد، برنج پوسته devolatilization دما کاهش می یابد، در حالی که زمان مورد نیاز نیز کاهش می یابد و احتراق فرار و احتراق بارش را می توان به دو مرحله تقسیم می شود، گاز سریع تر از سرعت رایت، زمان مورد نیاز برای احتراق است بسیار بیشتر از زمان بارش، بنابراین ممکن است زمان سوختن حدود ناچیز وجود دارد . مقدار داده ها از جدول 3 از پوسته از یک زمان devolatilization رسوب 1.61 بار پوسته ب است، ج 1.64 بار از پوسته برنج، برنج بدنه نشان می دهد devolatilization ذرات آن زمان تحت تاثیر قرار است، با کاهش زمان devolatilization ذرات کاهش می یابد؛ ج بالاترین درجه حرارت از پوسته برنج، بلکه به دلیل به خاطر کوچک اندازه ذرات آن است.
سبوس برنج ب و پارامترهای C قابل ملاحظه ای مشابه، یک پارامتر تفاوت بسیار برنج بزرگ بدنه، برنج پوسته تا حدودی به دلیل اندازه ذرات بزرگ است، منجر به احتراق است. از سوی دیگر دیده می شود که، هنگامی که برنج ذرات پوسته کوچک تا حد معینی، و سپس کاهش نفوذ احتراق اندازه ذرات پوسته و یا تجزیه در اثر حرارت به تدریج تضعیف آن، در حالی که اندازه ذرات فرآیند پوسته کوچکتر مصرف برق بیشتر نیاز، روند در حال حاضر 10 قطر 20mm مصرف زیست توده ~ قدرت مورد 5KW / T، اگر این روند به 0.1mm یا کمتر، قدرت مورد نیاز لازم برای 20KW / T یا بیشتر. بنابراین، برای احتراق پوسته برنج است نامحدود با ذرات ارزیابی جامع اقتصادی نیست برای انتخاب یک دانه دانه بودن معقول.
برای به طور کامل ارزیابی احتراق زیست توده، شاخص شاخص احتراق '11 -12 'برای توصیف:
P در بازتاب ویژگی های احتراق برنج پوسته سوختگی آتش و شاخص جامع، بیشتر ارزش فسفر، مشخصات احتراقی پوسته برنج توضیح بهتر است. میزان حرارت، اندازه ذرات و تغییر وزن نمونه از یک نمونه از ویژگی های احتراق پوسته برنج از شاخص خاص اثر شاخص شاخص احتراق با کاهش اندازه ذرات افزایش می یابد [9]شاخص ویژگی های احتراق P برای هر یک از سه نوع بدنه برنج محاسبه شد و نتیجه Pa بود.[13].
2.2 اثر اندازه ذرات بر انتقال حرارت
از جذب حرارت از نظر مواد اولیه، اندازه ذرات کاهش می یابد، افزایش سطح انتقال حرارت از مواد خام، و تسهیل گرمایش گرماگیر سریع، به طور کلی، اندازه ذرات کوچک، ضریب انتقال حرارت بزرگ است که اختلاف درجه حرارت بین ذرات و پوسیدگی درجه حرارت محیط به هنگامی که مقدار اولیه 1٪ است، یعنی زمان مورد نیاز برای دمای ذرات و دمای محیط به طور قابل ملاحظه ای برای تعادل حرارتی رابطه زیر با اندازه ذرات دارد:
بنابراین، اندازه ذرات کاهش می یابد و زمان افزایش دما ذرات کاهش می یابد. در همان زمان، اندازه ذرات کاهش می یابد و ضریب انتقال حرارت افزایش می یابد، با توجه به ژنگ Qiayu. [14]متوجه شد که در این مطالعه از یک بستر سیال در گردش، ضریب انتقال حرارت کاهش می یابد به عنوان قطر توپ از پروب افزایش می دهد. بنابراین اندازه ذرات کاهش می یابد، مفید خوراک احتراق است.
از نظر مواد اولیه در شرایط طبیعی (به عنوان مثال، شرایط آتش گرما) از نظر کاهش دانه دانه از مواد احتراق معایب آن است. اندازه ذرات حرارت آزاد است نمی شود، اما همرفت خنک کننده اما با قطر کاهش می یابد معکوس با افزایش متناسب [15]، به طوری که درجه حرارت مواد را کاهش است، منجر به احتراق است. برای همان نوع از مواد خام ساخته شده توسط سوزاندن در یک بستر ثابت، اندازه ذرات کاهش می یابد، وزن مخصوص ظاهری، کاهش تخلخل، مقاومت در برابر افزایش می دهد، به طوری که مواد خام در یک حالت کم اکسیژن است منجر به احتراق نمی اصل آن بسیار ساده است، اما بحث بیشتر در مورد تاثیر همرفت در اثر سوختن در اینجا معمولا از رابطه زیر به ضریب انتقال حرارت تبعید و معیارهای ناسلت دارند متمرکز ..:
هنگامی که شروع قطر ذرات d ماده کاهش می یابد، دستورالعمل نو بسیار کاهش می یابد، پارامترهای فیزیکی [لامبدا] قابل ملاحظه ای ثابت افزایش α است، در حالی که کاهش اندازه ذرات، سطح خاص افزایش می دهد، افزایش تعداد ذرات، احتمال برخورد بین ذرات به یکدیگر را افزایش می دهد انتقال حرارت افزایش یافته است، زمانی که اندازه ذرات کاهش می یابد، از یک سو تسهیل احتراق مواد اولیه، انتشار گرما QF؛ از سوی دیگر مواد اولیه خود را با اتلاف حرارت محیط اطراف قس است، هنگامی که QF> QS، انتشار گرما از حد از مواد قابل اشتعال، درجه حرارت افزایش یافته است؛ که QF = QS، با مواد خوراک آزاد گرمای تعادل حرارت احتراق، این بار در یک حالت نسبتا پایدار است.
هنگامی که ضریب حرارتی تبعید اما به اندازه کافی بزرگ به QF[15].
ارزش گرمایی پایین از زیست توده، گرما در واحد جرم منتشر شده است بسیار کوچکتر از زغال سنگ، در اندازه ذرات مشابه، زغال سنگ خام تنها نیمی از مواد ذخیره سازی گرما آماده شده است. زمانی است که یک مقدار زیادی از گرما، زیست توده بیشتر در معرض ابتلا به غرفه پدیده شکل 2 ج پوسته مشخصات درجه حرارت احتراق پوسته برنج در یک بستر سیال، می توان از شکل دیده می شود، یک برنج بستگی به درجه حرارت پایین بدنه، پایدار است؛ ج هر چند پوسته برنج و دمای یک لحظه خاص می رسد 1000 ℃، برنج پوسته بیش از حداکثر درجه حرارت، اما تغییرات دما، حداقل درجه حرارت پایین تر از 200 ℃، در حال حاضر در حالت خاموش. از نقطه نظر تجزیه در اثر حرارت، تجزیه در اثر حرارت از پوسته برنج پوسته ج نرخ بیشتر از، نرخ devolatilization سریع، به طوری که درجه حرارت بالا زمان کوتاه در پوسته ج. در کل، یک پوسته از شرایط احتراق پوسته برنج بهتر از ج. بنابراین، در تجهیزات احتراق واقعی، خوراک وارد از دولت سرد به درجه حرارت بالا سالن های کوره، است که اولیه بالا گاز دودکش دمای برای گرم کردن مواد خام، اندازه ذرات کوچکتر در این زمان، کوتاه تر زمان حرارت دادن، منجر به مواد سریع است که درجه حرارت احتراق می رسد، با این حال، هنگامی که احتراق ادامه مواد اولیه برای بالا بردن درجه حرارت از دودکش های حرارتی گاز می شود، بیشتر دانه دانه کوچک شدن، تسریع گرما بیشتر برای احتراق مواد خام کامل نیست، اضافه کردن از دست دادن مکانیکی ناقص مواد شروع احتراق است.
2.3 اثر بخار کک در اندازه ذرات
برنج فرآیند احتراق پوسته را می توان به احتراق فرار و کاراکتر 2 احتراق نرخ احتراق گاز فرآیند تقسیم شده است که بسیار بیشتر از میزان سوخت جامد، و سوزش برنج پوسته است که عمدتا توسط طول زمانی مشخص برای احتراق زغال. پوسته محتوای فرار بالا، رسوب سریع، احتراق کامل نیاز به اکسیژن به اندازه کافی کوتاه، کک فرار تجزیه و تحلیل است و در وسط پیچیده شده، دستگیری واکنش آن با اکسیژن و احتراق بنابراین نسبتا آهسته از پوسته برنج کک. واکنش کربن با اکسیژن چهار ممکن :
این چهار نوع مکانیسم واکنش و Wurzbacher Wicke چنین نتیجه گیری، توسط احتراق کربن (4) مکانیزم واکنش، به خصوص در دمای بیش از 1100 ℃، 4 واکنش آشکار در دمای پایین تر، معرفی سند '15' نسبت محصول بین دو نوع از فرمول زیر، هنگامی که درجه حرارت 457 ~ 897 ℃ است:
در اینجا به طور متوسط 677 ℃، واکنش کاهش کربن می کند در این درجه حرارت رخ نمی دهد. اخذ نسبت محاسبه شده 3.4، CO نسبت بیشتری است، آشکار است که عمدتا واکنش احتراق کربن با توجه به واکنش (3) پوسته نقطه ذوب خاکستری نسبتا کم است. در کاربردهای عملی، دمای احتراق معمولا در دمای 800-900 درجه سانتیگراد کنترل می شود. واکنش احتراق عمدتا بر اساس واکنش 3 است.
اندازه ذرات مواد خام کاهش یافته و سطح خاصی از آن بزرگ است و میزان واکنش توده کربن در واحد جرم بزرگ است. [16]سطح خاص شده توسط احتراق سطح کربن به افزایش است به منظور افزایش مخلوط کردن اکسیژن در واحد حجم، سطح تماس افزایش می دهد، در نتیجه افزایش واکنش احتراق کربن. نفوذ سطحی اکسیژن کربن و گاز قابل احتراق از یک طرف توسط بلوک، از سوی دیگر مسدود کردن خاکستر، ذرات مواد اولیه کاهش می یابد، خاکستر تشکیل شده در طول احتراق از بلوک های کربن کوچک است، در انتشار نفع اکسیژن است. پالایش از ذرات کربن، می توانید انتشار اکسیژن به سطح ضریب انتقال جرم کربن بهبود [17]بنابراین، کاهش اندازه ذرات مواد خام برای احتراق کک سودمند است.
3 نتیجه گیری
(1) با پوسته TGA درک، کوچکتر اندازه ذرات، که پایین آوردن دمای devolatilization، با مقدار فرار زمان تجزیه و تحلیل کوتاه تر، سریع تر نرخ سوختگی؛ کک، اندازه ذرات از کوچک، سرعت بیشتری از احتراق، مواد فرسودگی شغلی نیز زمان کوتاه تر؛ اندازه ذرات کوچکتر، بیشتر ضریب انتقال حرارت، میزان درجه حرارت مواد اولیه به زودی رسیدن به زمان مورد نیاز برای احتراق در این روش کوتاه؛ با این حال، کاهش اندازه ذرات همانطور که میزان تخلیه حرارت مواد خام را افزایش می دهد، هنگامی که اندازه ذرات در زیر یک آستانه معین کاهش می یابد، به علت اتلاف گرما بیش از حد خاموش می شود.
(2) انتخاب اندازه ذرات از اقتصاد نیز باید در نظر گرفته شود. هنگامی که ماده اولیه به روند اندازه ذرات مورد نیاز کوچک است، آن را به یک مصرف برق زیادی نیاز، به روند قطر ذرات زیست توده از 10 ~ مصرف برق سه 20mm از 5kw / در مورد تی، اگر این روند به 0.1mm یا کمتر، قدرت مورد نیاز لازم برای 20KW / T در اطراف. بنابراین اندازه ذرات از مواد به درمان می شود و اقتصاد اتصال انتخاب به تنظیم آستانه آن است.
منابع
، 1'Corella J، ORIO A، تبدیل به گاز تولدو J M.Biomass با هوا در سیال reformingof ترکیب گاز با بخار تجاری catalyst'J'.Ind مهندس چن پژوهش، 1998 37 (12): 4617-4626.
، 2'Azbar M، کابالرو M، گیل J، همکاران al.Commerrical reformingcatalysis بخار به منظور بهبود تبدیل به گاز زیست توده با بخار اکسیژن mixtures'J'.In-دنگ چن پژوهش، 1998، 37 (7): 2668-2680.
: D 3'Scott S، DiskorzJ.The خاکستر تجزیه در اثر حرارت مداوم biomass'J'.CamJ شیمی مهندس، سال 1984، 62: 404-412.
'4' Lvpeng مه، جی اغلب، Xiongzu هنگ، دیگر مواد خام در هوا بستر سیال - تبدیل کردن به گاز بخار "J" شیمی و تکنولوژی، 2003 سوخت، 31 (4): 305-310.
'5' میکرو وانگ ژی، Tangsong تائو، مدل SU علوم و دیگر تجزیه در اثر حرارت بستر سیال از زیست توده "J" شیمی و تکنولوژی، 2002، 30 (4) سوخت: 342-346.
'6' گوا Jianwei، Songxiao و Rui، صنعت و راکتور بستر سیال تبدیل به گاز کاتالیستی مواد اولیه ترک خوردگی شیمی سوخت "J" و فناوری، 2001، 29 (4): 319-322.
، 7'Schuster G، Ldffler G.Biomass تبدیل به گاز بخار: گسترده study'J'.BioresourceTechnol parmentric مدل سازی، 2001، 77 (1): 71-79.
، 8'Delgado J، آزنار MP، gasfication نوکروشن J.Biomass با بخار در بستر سیال: اثربخشی و CaO، MgO و CaO و-MgOfor گرم cleaning'J'.Ind گاز خام مهندس شیمی پژوهش، 1997، 36 (5): 1534-1543.
'9' Maxiao شین، لی Baoqian، کوی یان، کاه برنج و دیگر ویژگی های پویا از آزمون فرآیند احتراق "J" خورشیدی سینیکا، 2003، 24 (2): 213-217.
'10' دای لین، لی Jingming انرژی زیست توده توسعه فن آوری تبدیل و ارزیابی 'M' چین پکن: چین محیط زیست علوم پرس، 1998.
لیو دچانگ اثر '11' Shenbo Xiong را ،،، Luji ژوئن اشتعال و احتراق ویژگی های "J" سوخت اون سوی خاکستر سوخته نفت پردازش نفت و پتروشیمی، 2000، 31 (10): 60-64.
'12 'ژانگ ملی، لیو Shengyong. نظریه احتراق و کاربرد آن' M '. Zhengzhou: علم و فن آوری هنان، 1993.
13 را که در آن پرواز حداقل، تحقیقات مواد حالت احتراق و مشخصات احتراق زغال سنگ خام جامعه ژانگ Mingxu "J"، 2005، 30 (1): 104-108.
»14 'تماس با ژنگ یو، ژو یوان سطح گرمایش مطالعات انتقال حرارت در گردش سیال تخت' C '// مجموعه مقالات سیال پنجم ملی 1990: 172-175.
'15' CEN KEFA، یائو کیانگ، لو Zhongyang، دیگر موسسات آموزش عالی سوزاندن هانگزو 'M': دانشگاه ژجیانگ، 2000.
»16 'چن شیائوپنگ، دره سرباز، بخش اوج یو، همکاران تبدیل به گاز تحت فشار سیستم جرقه زنی کاراکتر و ویژگی های احتراق ثبات انرژی حرارتی" J "، 2005: 20 (3): 153-156.
»17 'چانگ هنگ جی، ژانگ یونگ کانگ، سوخت شن درون گروهی و احتراق شانگهای' M ': حمل و نقل شانگهای انتشارات دانشگاه، 1993.
