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玉米芯流化床燃烧器的设计,施工与仿真

在提起 当前项目, 机械工程项目主题 by 八月4,2020
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玉米芯流化床燃烧器的设计,构建与仿真。

摘要

这项研究采用流化理论设计了一种适用于尼日利亚农村社区的燃烧室。

燃烧器将使用沙粒作为床料,以5kg / h的速度燃烧玉米芯,以产生热能,用于包括蒸汽产生在内的热应用。

与大多数非洲国家一样,尼日利亚缺乏充足的电力供应也阻碍了经济活动,由于农村电气化成本高昂,只有不到40%的农村社区与国家电网相连。

此外,农村人口持续依赖固体生物质(如薪柴)的直接燃烧,以此作为获得诸如烹饪和取暖之类的基本应用所需的大量热能的手段,这对环境造成了干扰。

该研究认为,使用鼓泡的流化床燃烧器,可以在实现可持续发展目标的同时减少尼日利亚农村地区的能源贫困。

第一章讨论了研究的背景,确定了目标,研究问题,工作的合理性和范围。

第二章回顾了有关流化床燃烧的先前文献,包括其历史,流化原理以及流化床相对于常规生物质燃烧方法的优势。

目录

标题页………………………………………………………………………………………………。。。。。。。。
声明……………………………………ii
认证………………………………………….iii
奉献精神…………………………………….iv
致谢…………………………………………………………………………………………………………………………v
摘要…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………vi
目录……………………………………………………………………………………………………………………………………………………...
表列表………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
图形清单…………………………………………………………xiii
板材清单……………………………………………………………………………………………………。 十四
附录清单…………………………………………………………xv
命名法………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………。
1.0简介……………………………………………………………………………………1
1.1背景……………………………………..1
1.2问题陈述……..……………………………………………………..2
1.3研究的合理性……..……………………..3
1.4研究的目的和目的……..4
1.5范围................................................................................................... 5
2.0文学评论………………………………………………..6
2.1背景历史............... 6
2.2可再生固体燃料……………………………………………………………………………………6
2.3流化床燃烧的特点…………………………..7
2.4流化床燃烧器的类型……..8
2.4.1大气流化床燃烧室……………………………………………………..8
2.4.2加压流化床燃烧器………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………8
2.4.3鼓泡流化床………………………………………………………………..9
2.4.4循环流化床………………………………………………………………..9
2.5流化床燃烧的优点……..10
2.6流化床燃烧的应用………………………………………………..10
2.7流化原理……………………………………………………………………..11
2.8流体化制度..... 11
2.9相关作品的审查……..12
2.10理论背景................................................... 14
2.10.1热应力分析..... 14
2.10.2 Geldart的分类..... 15
2.11玉米芯的能量潜力……………………………………………………..17
2.12 ERGUN 6.2软件的简要说明………………………………………………..18
3.0材料和方法………​​……………………………………………………………19
3.1鼓泡流化床燃烧器的说明………………………………………….19
3.2材料..... 20…………………………..XNUMX
3.2.1玉米芯..... 20
3.3材料选择................................................................... 20
3.3.1流化床钢瓶……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………21
3.3.2分销商………………………………………………………………………………………………21
3.3.3旋风................................................................... 21
3.3.4料斗……………………………………………………………………………….21
3.3.5绝缘子................................................................................. 22
3.4设计分析....................................................................... 22
3.4.1床温……………………………………………………………………………………………………………………22
3.4.2床深…………………………………………………….23
3.4.3床的材料和粒度…………………………………………………………………………23
3.4.4最小流化速度………………………………………………………………..24
3.4.5终极速度..................................................................... 24
3.4.6表面速度…………………………………………………………………………..25
3.4.7气体粘度………………………………………………………………………………..26
3.4.8气体密度..... 26…………………………………………………………………………XNUMX
3.4.9床的排泄物…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………26
3.4.10气体分配器的设计………………………………………………………………………………27
3.4.11鼓泡流化床的分配器格栅…………………………………………..27
3.4.11.1压降………………………………………………………………………………………………28
3.4.11.2孔口速度..... 28
3.4.11.3孔口编号…………………………………………………………………………………………29
3.4.12分配器厚度……………………………………………………………………………………29
3.4.13全体会议室..... 29
3.4.14床扩展设计……………………………………………………………………..30
3.4.15气泡速度…………………………………………………………………………..31
3.4.16气泡直径...................................................................... 31
3.4.17床中气泡的体积分数……………………………………………………………………32
3.4.18运输脱离高度(TDH)………………………………………………33
3.4.19气瓶厚度................................................... 34
3.4.20绝缘厚度……..34
3.4.21夹带..... 35
3.4.21.1旋风分离器的设计.... 35
3.4.21.2旋风分离器直径....................... 35
3.5设计注意事项…………………………………………………………………………………………37
3.5.1热值…………………………………………………………………………………………37
3.5.2燃烧温度……..37
3.5.3尽量减少可燃损失………………………………………………..37
3.5.4重力溜槽进料斗…………………………………………………………………………38
3.5.5床的材料和床的高度…………………………..38
3.5.6功率要求……................................. 38
3.6设计计算………………………………………………………………………………39
3.7设备…………………………………………..39
3.8构造................................................................................... 40
3.8.1气瓶................................................................... 40
3.8.2分配器网格..41……………………………………………………………………………………
3.8.3旋风................................................................... 41
3.8.4料斗……………………………………………………………………………….42
3.8.5鼓风机………………………………………………………………………………………………………………………………42
3.8.6绝缘……..42…………………………………………………………………………………………..XNUMX
3.9流化床模拟……............................................................................................... 42
3.9.1简介.... 42 ... XNUMX
3.9.2流化床模拟的参数…………………………………………..44
3.9.3数据要求……..46
4.1点火/测试程序………………………………………………………………..49
4.2床温………………………………………………………………………………………………49
4.3烟气温度.................................................................. 51
4.4体积流量……..53………………………………XNUMX
4.5仿真结果.................. 54
4.5.1颗粒......................................................................................... 54
4.5.2网格....................... 55
4.5.3起泡……………………………………………………………………………………………………56
4.5.4 Reh图………………………………………………………………………………………………57
4.5.5引诱..................................................................... 58
4.5.6旋风................................................................... 59
4.5.7流化床建模和专家分析…….60
4.5.8比较计算值和模拟值……..61
4.5.9流化床系统的估计成本……..…………………………………………..61
5.0总结,结论和建议……………………………………63
5.1摘要..... 63
5.2结论……………………………………..63
5.3建议……………………………………………………………………………………………………64
参考文献………………………………………………………………………………65
附录........ 72

引言

背景

全球对能源的需求已导致不可再生能源(化石燃料)迅速枯竭。 这种需求以及高昂的原油价格是推动可再生能源开发和利用的关键因素(Omer,2013)。

可再生能源是来自自然资源的能源,例如太阳,风,水以及植物或动物有机物。 它是通过自然过程补充的,其速率等于或快于其消耗的速率。

生物质是一种可再生能源,是指来自生活中或最近生活中的动植物的生物材料。 它既可以直接使用,也可以转化为其他能源产品,例如生物燃料。

虽然化石燃料的发现导致生物质的使用减少,但最近的数据表明,人们正致力于通过燃烧,气化,生物质向生物燃料或生物质团块的转化,努力将生物质转化为生物能源。

生物质资源包括专用能源作物,森林残渣,城市,动物和农业废弃物(DOE,2007)。固体生物质燃料的燃烧占全世界生物质产生能量的90%以上。

这在发展中国家尤为普遍,在发展中国家,生物质燃烧为农村家庭的烹饪和取暖提供了基本能源(ECN,2006)。 这些传统的应用程序效率相对较低,并且会导致环境退化。

参考文献:

密西根州的阿米丁(Amitin),IG的Matyushin和DA的Gurevic(1968)。 带有流化催化剂床的Bed In转化器上方的空间除尘。 燃料化学与技术,第4卷,第3期,第181-184页。

Basu,P.(2006年)。 流化床中的燃烧和气化.14年2012月XNUMX日,从网络图书馆数据库检索。

生物质能转化概述[Image] .2012。 取自http://www.globalproblemsglobalsolutionsfiles.org/gpgs_files/pdf/UNF_Bioenergy/UNF_Bioenergy_5.pdf

伯德(RB),斯图尔特(Stewart),WE和EN中的莱特富特(1960)。 运输现象。 John Wiley&Sons,纽约,第6章:等温系统中的相间传输(2002年)。

Bontoux,L.(1999)。 欧洲废物的焚化:问题与观点。 塞维利亚世界前瞻性技术研究所,德拉卡图加岛,编号,E-41092塞维利亚

达顿(RC),拉瑙兹(RD),戴维森(JF)和哈里森(D.)(1977)。 在流化床中由于聚结产生的气泡增长。 TransInstChem工程。 55:274-280。

戴维森(JF)和哈里森(D.)(1963)。流体颗粒。 剑桥大学出版社,剑桥。

Den Hartog,JP(1952)。 材料圆柱体和曲杆的强度.Pp 136能量系。 (2007)。 生物质基础知识:关于生物能源的事实。 EERE信息中心1-877-EERE-INF(1-877-337-3463)eere.energy.gov/informationcenter

Dibofori-Orji,AN和Braide SA(2013)。 屠宰场中汽车轮胎燃烧产生的NOx,Sox和Co的排放。 自然科学研究学报3年第8卷第2013期。

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