稻壳热风干燥特性及干燥系统研究

摘要

生物质能的开发利用可以有效地缓解当前能源短缺、环境污染的问题。其中，稻壳作为一种生物质能源在中国储量丰富，其热解利用在行业内应用非常广泛。研究表明，在稻壳进行生物质热解之前对其进行干燥预处理可以有效增强稻壳热解过程、提升热解产品质量。但是，目前行业内热解前干燥预处理并不被重视，与热解匹配的干燥设备较少。当前，热风干燥运用技术成熟、干燥效率极高，可以用于热解前处理，但传统热风干燥设备垂直高度大、气流速度高、由此造成运行成本较高，制造、安装、维修难度大。
　　本文首先总结干燥理论成果，介绍干燥的基础理论知识，其中包括与干燥有关的基本概念、基本公式以及基本理论。传热方面，介绍了干燥传热有效膜理论，引出牛顿冷却公式，该公式为传热计算基础公式;传质方面，采用类比方法，引出物料干燥传质有效膜理论对物料干燥传质过程进行解释。最后介绍干燥实验以及干燥实验曲线，据此，将干燥过程分成三个阶段，并介绍了各个阶段的特点。在此基础上，提出厚度水膜理论，以准确解释干燥过程中干燥速度变化以及影响因素，通俗易懂，能够较好契合其他学者研究所得结论。
　　在干燥曲线的指导下，论文设计出一种稻壳干燥装置，该装置能够克服传统热气干燥装置设备高大、气体流速高等不足，在与热解炉配合工作中，还能够一定程度去除热解气中焦油粒子进行二次裂解，压缩稻壳物料中空气优化热解材料。通过对干燥装置进行结构功能分析，能够得出影响干燥效率的主要因素是干燥热气的温度;通过对设备进行结构尺寸设计，能够表明，该装置垂直高度较低、设备制造成本不高。
　　论文最后，以设计的稻壳干燥装置为研究对象，通过对牛顿第二定律、牛顿冷却公式、干燥传质速率方程等基本公式进行处理，使用MATLAB辅助计算，针对稻壳干燥装置中稻壳的运动、传热、传质问题进行深入分析，得出实际干燥设备中的干燥曲线。该曲线是对恒定条件下干燥实验曲线的一个补充，对于进一步研究干燥理论，设计干燥设备都具有一定的指导意义。

目录

声明

摘要

1．绪论

1．1 选题背景

1．2 国内外研究现状

1．3 本课题的研究内容及意义

2．物料干燥基础理论

2．1 基础概念

2．2 干燥介质性质

2．3 湿物料性质

2．4 物料干燥理论

2．5 干燥曲线

3．稻壳干燥装置结构理论分析

3．1 总体结构

3．2 预热层

3．3 干燥层

3．4 聚集层

3．5 稻壳干燥装置结构设计

3．6 小结

4．基于MATLAB的稻壳干燥分析

4．1 MATLAB简介

4．2 运动分析

4．3 传热分析

4．4 传质分析

4．5 小结

5．总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢

作者简介及在研期间主要成果