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热辐射式秸秆炭化炉及其控制系统设计

浙江农业学报 2015年第1期27卷 110-116页

作者：胡燕尹文庆李骅丁启朔南京农业大学工学院江苏南京210031

农作物秸秆是农业生产的主要副产品,炭化是对秸秆资源能源化利用的一种有效途径。根据秸秆炭化原理,针对农作物秸秆比较细而容易烧透的问题,设计了一种连续热辐射式秸秆炭化炉,并设计了该炭化炉的控制系统。控制系统由以ATmega16芯片为... 详细信息

农作物秸秆是农业生产的主要副产品,炭化是对秸秆资源能源化利用的一种有效途径。根据秸秆炭化原理,针对农作物秸秆比较细而容易烧透的问题,设计了一种连续热辐射式秸秆炭化炉,并设计了该炭化炉的控制系统。控制系统由以ATmega16芯片为中央处理器的下位机模块和以ARM结构嵌入式低功耗CPU为核心的上位机彩色触摸屏模块组成,两者之间采用Modbus通信协议进行通信。利用所设计的热辐射式秸秆炭化炉进行验证试验,结果表明,该炭化炉结构合理,性能可靠,控制系统结构简单,能满足农作物秸秆连续炭化要求。

关键词：炭化炉秸秆热辐射控制系统

基于专家模糊PID控制的生物炭炭化炉的研究

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农机化研究 2017年第2期39卷 204-209页

作者：张志霞夏聆智王永刚陈温福孟军沈阳农业大学信息与电气工程学院沈阳110866 沈阳农业大学农学院沈阳110866

加热炉的特性参数由于受负荷或干扰因素的影响,具有时变性、大滞后、大惯性及一定非线性的特点。生物炭作为一种新型土壤改良剂与全球温室效应缓解良药吸引了各国研究人员的兴趣,其制取设备—生物炭炭化炉是一种特殊的加热炉,它不仅要... 详细信息

加热炉的特性参数由于受负荷或干扰因素的影响,具有时变性、大滞后、大惯性及一定非线性的特点。生物炭作为一种新型土壤改良剂与全球温室效应缓解良药吸引了各国研究人员的兴趣,其制取设备—生物炭炭化炉是一种特殊的加热炉,它不仅要求精准控温避免超调,还要求可控升温速率,这对于该炉的设计提出了不小的挑战。为此,应用专家模糊PID控制系统实现了生物炭的精确制备,并在Mat Lab/Simulink仿真的基础上,验证了该设计满足生物炭炭化高精度、无超调的要求。

关键词：炭化炉模糊控制专家控制 PID控制

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基于小型炭化炉的农林废弃物炭化试验研究

环境工程 2016年第S1期34卷 650-652,678页

作者：向永超樊啟洲刘国山华中农业大学工学院武汉430070

由于环境的不断恶化,对生物质能进行开发利用是环境保护的有效途径。将不同的生物质原料在自制的生物质炭化炉中进行炭化试验,其产物主要是生物质炭和可燃气。通过测量炭化炉的产气量和生物质炭的特性,可以判定炭化炉的炭化性能。收集... 详细信息

由于环境的不断恶化,对生物质能进行开发利用是环境保护的有效途径。将不同的生物质原料在自制的生物质炭化炉中进行炭化试验,其产物主要是生物质炭和可燃气。通过测量炭化炉的产气量和生物质炭的特性,可以判定炭化炉的炭化性能。收集的气体中可燃气可达60%左右,炭化炉的出炭量达到40%以上,炭粉的单位质量热值比原料提高了1.5倍以上。该炭化炉的结构比较合理,炭化性能良好,对不同生物质具有较好的适应性,有助于解决农村秸秆的焚烧现象。

关键词：生物质炭化炉试验

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介绍一种移动式炭化炉

林产化工通讯 1993年第4期27卷 24-26页

作者：马元庚南京林业大学南京210037

介绍日本一种移动式BA—1型炭化炉,具有保温性优良、热损失小、木炭得率高、质地均匀、操作方便等优点。

关键词：炭化炉移动式制炭

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棉秆炭化炉的研究分析

农机化研究 2014年第5期36卷 229-231页

作者：赵庆王维新杨源绮张巍梁化超邹雪石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832000 石河子焊接技术培训中心新疆石河子832000

新疆是我国最大的棉花种植基地,连续十年多实现棉花单产、总产和调出量位于全国第一,但棉秆焚烧造成了比较严重的污染。在生物质能成为国际可再生能源领域的焦点的大环境下,棉秆炭化炉能有效地将棉秆变成可再生能源,为棉秆找到很好的"出... 详细信息

新疆是我国最大的棉花种植基地,连续十年多实现棉花单产、总产和调出量位于全国第一,但棉秆焚烧造成了比较严重的污染。在生物质能成为国际可再生能源领域的焦点的大环境下,棉秆炭化炉能有效地将棉秆变成可再生能源,为棉秆找到很好的"出路"。为此,介绍了棉秆的炭化方法及两种炭化炉的工作原理及比较结果。同时,还介绍了车载式炭化炉与固定式炭化炉并进行比较,分析了影响出炭率的主要因素。

关键词：棉秆炭化炉出炭率

兰炭规模化清洁化生产控制系统设计及炭化炉预测模型研究

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兰炭规模化清洁化生产控制系统设计及炭化炉预测模型研究

作者：贺晋伟西安建筑科技大学

学位级别：硕士

陕北地区储有丰富的低变质煤，产量较大，低温干馏制备兰炭（半焦）是常见的利用方向。随着焦化产业的技术升级，兰炭的规模化清洁化生产已成为兰炭制备技术发展与改进的方向，这不仅将提高低温干馏产业的经济效益，同时更加有利于资源... 详细信息

陕北地区储有丰富的低变质煤，产量较大，低温干馏制备兰炭（半焦）是常见的利用方向。随着焦化产业的技术升级，兰炭的规模化清洁化生产已成为兰炭制备技术发展与改进的方向，这不仅将提高低温干馏产业的经济效益，同时更加有利于资源的合理利用。以陕北某大型焦化生产企业的兰炭综合生产利用项目为对象，选择横河CS3000作为控制系统。以控制站、节点单元和组态为重点学习CS3000的软硬件系统。分析系统工艺，将整个系统分为六个工段和一个工区。按照区段工艺设计控制工位，统计数字量和模拟量的输入输出单元以进行硬件设备选型，按照硬件设计规则提出完整可行的控制系统构架方案。按照工艺分析、工区设计以及硬件方案完成系统组态，模拟七个区段的运行。参照现阶段对于焦化设备的主流研究成果，对兰炭制备的核心设备炭化炉进行建模研究。分析模糊系统与神经网络融合后的优势，提出模糊神经网络炭化炉产量预测模型。利用自组织算法对模型改进，以克服模糊神经网络模型难以处理多输入和大量数据的弊病。利用MATLAB进行仿真实验，将两种模型的的收敛速度与准确性进行对比，得到基于自组织模糊神经网络的炭化炉产量模型优于模糊神经网络模型的结论，为今后炭化炉的控制与升级改造提供了理论支持。

关键词： CS3000系统控制系统炭化炉模糊神经网络自组织算法

生物质低温热解炭化特性研究及中试炭化炉的开发

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生物质低温热解炭化特性研究及中试炭化炉的开发

作者：陈红红南京师范大学

学位级别：硕士

生物质低温热解炭化(烘焙)是在低温(200-300℃)、缺氧和较低加热速率(小于50℃/min)条件下对生物质进行热化学处理,从而获得含水率低、热值与能量密度高、可研磨性与疏水性好、适宜长距离运输和长时间储存的生物炭。该技术在燃烧、热解... 详细信息

生物质低温热解炭化(烘焙)是在低温(200-300℃)、缺氧和较低加热速率(小于50℃/min)条件下对生物质进行热化学处理,从而获得含水率低、热值与能量密度高、可研磨性与疏水性好、适宜长距离运输和长时间储存的生物炭。该技术在燃烧、热解、气化等领域显示了良好的发展和应用前景。目前此方面的研究主要集中在生物质低温热解炭化特性,但对低温热解炭化装置的研究较少,这也限制了该技术的工业应用。本文在生物质低温热解炭化实验的基础上,基于热解产物分析和能量平衡计算,开展了生物质炭化中试装置的研发,主要内容及结论如下：在固定床实验装置上研究了杨树枝低温热解炭化特性,进行了生物炭的工业分析、元素分析、热值和研磨性测定,分析了热解温度和保温时间对杨树枝低温热解炭化特性的影响。结果表明：炭化操作参数对生物质表观形貌具有较大影响,随着热解温度和保温时间的增加,生物炭的表观体积缩小,颜色逐渐加深。随着热解温度和保温时间的增加,生物炭的固定碳和低位发热量显著提高,而生物炭的挥发分以及H/C和O/C摩尔比则显著降低。与生物质原料相比,生物炭的研磨特性得到较大改善,其中PB250/30型生物炭粉磨后粒径大于420μm比例仅占2.58%(生物质原料为58.57%)。随着热解温度的升高,生物炭产率呈现先快速下降然后逐渐趋于稳定的趋势,相应的气体产率逐渐升高,而液体产率则呈现先显著增加后缓慢下降的趋势。随着保温时间的延长,生物炭产率逐渐下降、液体产率稍有增加,而气体产率变化不大。随着热解温度的升高,生物炭的质量得率和能量得率逐渐降低,在温度为225℃和保温时间为30 min条件下,杨树枝炭的质量得率和能量得率分别为64.00%和80.68%。根据杨树枝热解产物和热重差示扫描(DSC)的分析结果,分别计算了热解气、生物油的热值及生物质热解所需热量。基于能量平衡法,研究了热解条件对生物质低温热解过程的影响。结果表明：随着热解温度的升高,热解产物(热解气和生物油)的发热量显著增加,在热解温度为225℃和保温时间为30 min的条件下,杨树枝炭产率可达60%以上,其热解气和热解油燃烧后的发热量基本可以满足其热解能量自平衡的需要。提出了一种采用刮板输送的移动床生物质炭化中试装置,确定了干燥室、炭化室和热解气燃烧装置等炭化炉关键部件的结构尺寸,设计并建立了生物质低温热解炭化中试装置,并基于中试研究结果开展了相关的技术经济分析。结果表明,该中试装置高效集成了生物质干燥、炭化、热解气燃烧以及高效换热等多项功能,可以连续稳定生产生物炭,在炭化温度为220℃条件下,其产炭率达到了63.67%;炭化炉具有较好的预期经济效益,其投资回收期小于2年,为生物质低温热解炭化技术的工业应用奠定了基础。

关键词：生物质低温热解炭化(烘焙) 炭化炉能量平衡中试研究技术经济分析

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基于棉花秸秆炭的高品质生物质炭化炉设计

农业工程 2020年第9期10卷 98-103页

作者：闫树军李勇张学礼郝磊李健西安交通工程学院陕西西安710065 塔里木大学机械电气化工程学院新疆阿拉尔843300

在掌握棉秆炭化期间热解失重规律、力学和能量指标及燃烧特性的基础上,针对小型炭化炉展开研究,完成设计和优化,解决了以高温电阻炉作为炭化设备时炭化单批盛放量有限及升温降温速度过慢不利于试验开展的问题。该装置主要由自动进出料... 详细信息

在掌握棉秆炭化期间热解失重规律、力学和能量指标及燃烧特性的基础上,针对小型炭化炉展开研究,完成设计和优化,解决了以高温电阻炉作为炭化设备时炭化单批盛放量有限及升温降温速度过慢不利于试验开展的问题。该装置主要由自动进出料装置、加热部件、盛料部分和尾气处理部分组成,对其中关键部件如进出料系统、炭化炉及燃烧器进行设计及试验,并试制了样机。试验结果表明:制炭成型率达93.6%,燃烧性能达标率95.3%,单炉炭化秸秆棒和秸秆粉末达到设计指标,可以高效完成棉花秸秆炭化工作,满足设计要求。

关键词：生物质炭秸秆炭化炉自动进出料

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冷压型煤炭化炉炉型讨论

武汉科技大学学报 1979年第4期 21-27页

作者：李哲浩

近半个世纪以来,型焦技术的研究发展得相当快。目前,各种各样的型焦生产工艺多达二、三十种,归纳起来有热压型焦法和冷压型焦法两类。但是,无论是热压法还是冷压法,如果型煤不经过炭化(或热焖)处理,便不能获得具有高炉过程所需要的强度... 详细信息

近半个世纪以来,型焦技术的研究发展得相当快。目前,各种各样的型焦生产工艺多达二、三十种,归纳起来有热压型焦法和冷压型焦法两类。但是,无论是热压法还是冷压法,如果型煤不经过炭化(或热焖)处理,便不能获得具有高炉过程所需要的强度的型焦。试验研究表明,型煤经炭化(或热焖)处理后,型焦的强度都有大幅度的提高。

关键词：炭化炉粘结剂干熄焦电炉胶结剂冷压型焦型煤炉型