Технология сжигания древесных отходов с применением многократной циркуляции топлива

• Автор: Жуков, Евгений Борисович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 178 с. : ил.

Реферат

Диссертация 171 С., 128 рис., 21 табл., 55 источников.

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ТОПЛИВА, СУШКА, ТЕРМИЧЕСКОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ, ГОРЕНИЕ, ДРЕВЕСНЫЕ ОТХОДЫ, ВИХРЕВАЯ ТОПОЧНАЯ КАМЕРА, ИНЕРЦИОННАЯ СЕПАРАЦИЯ,
ФИЛЬТРАЦИОННАЯ СЕПАРАЦИЯ, УНОС, НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЕ СЖИГАНИЕ, ТОПОЧНЫЕ ПРОЦЕССЫ, МОДЕЛИРОВАНИЕ,

ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОТЛОВ.

Рассматривается использование древесных отходов в малой энергетике в качестве альтернативного топлива, с учетом их рациональной и экономичной утилизации.
Цель диссертационной работы состоит в экспериментальном исследовании физических и теплотехнических свойств древесного топлива, на основании которых можно будет выбрать наиболее правильный способ их сжигания.
Исходя из анализа теплофизических свойств исследованных древесных отходов, предложены рекомендации по конструированию топочных устройств для их сжигания.
Теоретически и экспериментально обоснована технология сжигания древесного топлива, на базе которой разработано и создано топочное устройство, адаптированное для сжигания этой гаммы топлив, с учетом всех специфических особенностей последних.
Получены результаты исследований эффективности применения инерционной сепарации в топочной камере для удержания в ней парусных частиц. Предложена методика расчета сепарационной способности вихревой топочной камеры для сжигания древесных отходов.

1 ХАРАКТЕРИСТИКА ДРЕВЕСИНЫ КАК ТОПЛИВА

1.1 Виды древесины и древесных отходов
1.2 Энергетический потенциал древесных отходов
1.2.1 Химические состав и свойства древесины
1.2.2 Зависимость теплоты сгорания древесных отходов от влажности
1.2.3 Термическое разложение древесных отходов
1.2.4 Физические свойства
1.2.5 Парусность и скорость витания частиц
1.2.6 Плотность древесных отходов
1.2.7 Усадочные явления
1.2.8 Динамика изменений плотности древесного топлива в процессах сушки и термического разложения
1.3 Выводы к разделу
2 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СУШКИ, ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗЛОЖЕНИЯ, ГОРЕНИЯ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ
2.1 Недостатки в изучении свойств древесного топлива и задачи исследований
2.2 Анализ процессов происходящих при нагревании древесных отходов
2.3 Исследование процессов сушки древесных отходов
2.3.1 Кинетика сушки
2.3.2 Усадка и изменение плотности при сушке
2.3.3 Экспериментальное исследование кинетики сушки
2.4 Исследования процессов термического разложения древесных отходов
2.4.1 Исследование стадийности разложения
2.4.2 Исследования древесного топлива, основанные на термических методах анализа
2.4.3 Бертенирование древесных отходов
2.4.4 Исследование кинетики реакций термического разложения древесины
2.5 Исследование горения древесного топлива
2.5.1 Теоретические исследования макрокинетики горения древесного топлива
2.5.2 Экспериментальное исследование горения частиц древесного топлива
2.5.3 Динамика выгорания древесного топлива
2.6 Экспериментальный комплекс для исследования кинетических характеристик древесного топлива в процессах сушки, разложения и горения
2.7 Выводы в разделу
3 АНАЛИЗ ИНЕРЦИОННОЙ СЕПАРАЦИИ
3.1 Исходные предпосылки
3.2 Исследование аэродинамических характеристик частиц древесного топлива
3.3 Анализ инерционной сепарации вихревой топки
3.3.1 Обоснование конструкции топочной камеры
3.3.2 Исходные предпосылки к исследованию аэродинамики топочной камеры
3.3.3 Методика исследования аэродинамики топочного устройства
3.3.4 Течение газовых потоков в топочной камере
3.3.5 Аэродинамическое сопротивление топочной камеры
3.3.6 Анализ эффективности инерционной сепарации частиц в топочной камере с плоской криволинейной струёй
3.4 Выводы в разделу
4 СТЕНДОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АЭРОДИНАМИКИ ВИХРЕВОЙ
ТОПОЧНОЙ КАМЕРЫ С ИНЕРЦЕОННОЙ СЕПАРАЦИЕЙ
4.1 Обоснование профиля топочной камеры
4.2 Экспериментальный стенд
4.3 Экспериментальные исследования модели топочной камеры
4.3.1 Методика стендовых испытаний
4.3.2 Результаты экспериментального исследования эффективной сепарации топочной камеры
4.3.3 Влияние неизотермичности потока на движение в вихревой камере
4.4 Анализ характеристики контура циркуляции частиц и фильтрационной сепарации топочной камеры
4.4.1 Теоретический анализ накопления частиц в контуре циркуляции
4.4.1.1 Анализ нестационарного режима
4.4.1.2 Анализ стационарного режима
4.4.2 Система уравнений процессов, сопровождающих выгорание топлива в вихревой топочной камере
4.4.3 Влияние пограничного слоя на теплообмен в вихревой топочной камере
4.4.4 Анализ фильтрационной сепарации топочной камеры
4.5 Выводы в разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Рисунок 2.10 - Дериватограмма (влажность образца ^^г=40%).
Рисунок 2.11 - Дериватограмма (влажность образца ¥г=80%).
Очевидно, что вначале процесса сушки разность температур между инертным веществом и исследуемым образцом равна нулю, и имеет вид прямой. Затем дериватограмма 2 ползет вниз, а для образцов влажностью 40% и более следует резкий скачок вверх. Ход кривой вниз означает более быстрый прогрев инертного вещества, имеющего большую теплопроводную