在基础理论研究方面,全面开展了生物质的自然失水率,工业分析,元素分析,发热量,空隙率和化学成分分析等研究,归纳出于干燥相关的主要理化特性并建立了相应的数据库;以体积平均理论为指导思想建立了干燥过程中的表征单元体,以热质平衡为基本出发点,进行了干燥过程的理论分析及数值模拟,得到了生物质这一特殊多孔介质干燥的基本方程;借助经典能量假说理论和相似设计理论等对农林废弃物粉碎过程进行理论分析,确定因外力破碎物料时所做的功,消耗的能量和粉碎效率的关系;从生物质构造,物理性质、化学性质和力学性质入手,通过建立数学模型、ANSYS有限元数值模拟,研究含水率和物料类对压缩成型过程的影响,探明了压缩成型自黏结机制;采用扫描电子显微镜研究不同压缩条件下压缩成型前后微观结构变化, 揭示了生物质压缩成型前后微观结构的变化规律,得到了较佳压缩成型参数。
通过热重分析方法研究了不同种类的生物质在不同燃烧条件下的燃烧过程及其动力学特性。在升温速率分别为20、30和40℃/min,加热终温900℃的条件下,得到了不同种类的生物质燃烧的TG、DSC曲线,研究了加热速率和含氧量对燃烧过程的影响,建立了生物质燃烧的反应动力学方程,由Coats-Redfern积分法得到了生物质燃烧动力学参数,分析了不同试样的活化能和频率因子。
随着化石能源日趋减少和人类大量使用矿物燃料带来的环境问题日益严重,特别是近几年石油和煤炭价格直线上升,迫使各国**开始关心、重视替代能源生物质能源的开发利用。我国生物质资源丰富,仅农作物秸杆年产量就达6亿t以上,并且生物质是一种可再生能源,资源丰富,品种多样。生物质能较常用的利用方式还是直接燃烧,而大规模的集中燃烧包括用于工业炉燃烧和与煤炭混烧。
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