ZKR600三锥组合式快速裂解液化制油装置设计及理论研究

摘要

本课题是以国家“863”和“948”高科技科研项目为依托，在省攻关项目的支持下，全面系统地收集了国内外对生物质热解液化技术的研究资料，并深入地进行了学习和研究。在了解和掌握生物质热解液化基理的基础上，着重研究转锥式生物质热解液化反应器的设计思想和方法，经过认真的分析和研究，设计出一套处理生物质能力为600kg/h的中试样机，达到了将生物质热解液化技术向全社会推广的目标迈进的目的。 本文首先对生物质热裂解的工艺流程作了简要的介绍，接着简单介绍了生物质热裂解输送系统。然后着重讲述了热解液化主反应器的设计方法，包括：转锥式快速裂解装置的螺旋输料机的设计思想、方法和设计过程，并给出了详细计算过程。从主反应器的处理能力入手，研究主反应器进料口的尺寸，转锥的转速以及三层转锥的结构和相互的距离对主反应器的处理能力的影响，并给出了合理计算。分析以前所设计的反应器转锥的结构，以及挡沙回流结构的特点和不足，设计出新的易拆式部分反射热载体回流挡圈，有效合理的解决部分热载体回流再次参加反应的问题。研究以前热载体管路的分布，给出新的分布形式，对本装置转锥的功率消耗作详细的设计和计算。对主反应器的主轴进行了分析，设计出新的主轴结构，并进行受力分析及校核。研究转锥主反应器旋风分离器的原理以及结构，给出详细计算。分析转锥式主反应器的冷凝装置的冷凝原理，给出二级冷凝的构想和设计思路，并给出结构简图和相关计算。 本装置可以有效的将生物质颗粒通过热裂解转化成生物燃油。本装置具有结构紧凑合理，能耗小，效率高，易于加工制造以及拆卸和维护等优点，本论文结果将为今后生物质热解液化研究提供借鉴和参考。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1课题背景及理论与实际意义

1.1.1课题背景

1.1.2本课题研究的理论与实际意义

1.2国内外生物质热裂解反应器的研究概况

1.3本课题的来源和主要内容

1.3.1课题的来源

1.3.2课题的主要内容

2生物质热裂解工艺介绍

2.1生物质热裂解反应原理

2.2生物质热裂解工艺流程

2.3生物质热裂解工艺流程图介绍

2.4本章小结

3生物质热裂解输送系统选用

3.1带式运输机的介绍及使用

3.2气力输送装置的介绍及使用

3.3螺旋输料机的介绍及使用

3.4本章小结

4转锥式主反应器螺旋输料机的设计及计算

4.1主反应器进料口进料方式的选择

4.2螺旋输料机的特点

4.3螺旋输料机工作原理分析

4.4螺旋输料机的改进设计

4.5螺旋输料机计算

4.5.1螺旋输料机螺杆直径计算

4.5.2螺旋输料机功率计算

4.6螺旋输料机结构设计

4.6.1螺旋轴的设计及轴承的选用

4.6.2螺旋及螺旋轴端的设计

4.7本章小结

5转锥式主反应器的研究及改进设计

5.1转锥式主反应器基本结构及工作原理

5.2转锥式主反应器处理能力的研究

5.2.1进料口的设计

5.2.2主反应器转锥的设计

5.2.3主反应器转锥转速的研究

5.2.4静锥与转锥之间距离的推算

5.3主反应器热载体管路的改进研究

5.4转锥式反应器消耗功率计算

5.4.1起动转锥功率计算

5.4.2克服生物质及热载体惯性消耗功率

5.4.3转动生物质及热载体所需功率

5.4.4生物质及热载体与锥面摩擦所消耗的功率

5.4.5轴承摩擦所消耗的功率

5.4.6转锥与空气摩擦所消耗的功率

5.5转锥式主反应器主轴的设计及计算

5.5.1主轴的设计

5.5.2主轴的计算及校核

5.6转锥式主反应器出气口旋风分离器的设计

5.6.1旋风分离器的工作原理

5.6.2旋风分离器的相关设计及计算

5.7转锥式主反应器的隔热计算

5.8本章小结

6转锥式主反应器冷凝装置的设计及计算

6.1冷凝装置的工作原理及设计要求

6.2换热设备的常用类型

6.2.1混合换热器

6.2.2间壁式换热器

6.2.3蓄热换热器

6.3生物质裂解蒸汽冷凝方式的设计

6.3.1设计方案的选择

6.3.2一级冷凝器的设计

6.3.3二级冷凝器的设计

6.4换热器的相关计算

6.4.1传热过程分析

6.4.2冷却液体的流量计算

6.4.3油泵的选型

6.4.4输油管管径的确定

6.5本章小结

结论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢