棉秆热解特性及动力学研究开题报告

 2021-08-08 21:20:15

1. 研究目的与意义

了解棉秆的基本燃料特性,探究棉秆热解过程的变化,了解其热解过程和热解机理。

2. 国内外研究现状分析

国外如美国、印度、俄罗斯等国家棉花生产和贸易战主要地位,产生的大量棉轩大部分通过机械方式切碎后集中还田。另外棉秆中含有高纤维可加工成纤维素薄膜、硝化纤维素,还可利用热解装置制备活性炭。1965年美国第一次投产中密度的纤维板在世界上是第一次,并一直持续发展,推广到世界各国。

我国棉花种植面积逐年扩增进而也产生大量的副产物棉秆在每年春秋两季需要及时处理棉杆否则直接影响来年耕种。根据棉秆生物物理化学特性我国棉秆的开发利用主要体现在,在工业上采用棉秆造纸和木板;在畜牧业上通过机械装置把棉秆粉碎,进一步加工成饲料在能源方面利用棉肝进行热解,获得液体生物油、固体碳和气体,并利用其进行生产乙醇和生物发电等。然而目前我国棉花秸秆处理方式:一是粉碎还田但棉秆质地坚硬,且有些地方阳光充足,气候干燥,降雨量少使棉花秸秆难以沤烂,进而不能作为当年的肥料使用,而且会破坏土壤的结构影响农作物的生长。二是直接燃烧,黄新平研究表明棉花秸肝燃烧后使地面温度达到450左右,损失水分达到土壤中的元素磷、氮、碳损失率分别达13%、75%、90%,土壤中进行有机质分解的微生物损失率为50%左右。并且燃烧过程中会产生大量的有害气体,严重污染大气环境。科学有效的解决我国棉花秸秆的问题,对我国地区经济的发展有着重大的意义。

3. 研究的基本内容与计划

选用棉秆为原料,研究其基本燃料特性,包括元素分析、工业分析、发热量、灰熔点。利用同步热分析仪对棉秆进行热解试验,分析其热解过程,研究不同升温速率对热解过程的影响。利用cr法求解棉秆热解动力学,得到活化能e和指前因子a,并其探究热解机理。

1.开题阶段:(2015年12月22日2016年1月16日)根据指导教师所给课题,初步确立设计方向。学生查阅与毕业论文(设计)相关的文献,作为设计的重要依据。根据之前所确定的课题以及之前查阅的相关文献资料,完成开题报告。指导教师写好评语并确定是否可以开题;

2.实验阶段:(2016年3月1日2016年3月30日)在知道老师的指导下,做好实验,记录好实验数据,为以后的毕业论文做好准备工作;

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4. 研究创新点

与当下已有的研究相比较,该实验进行热解研究,并使用热重分析仪对整个热解过程进行分析,综合应用性较强,对棉秆的研究较全面。运用热工实验的方法,对燃煤工业锅炉改烧棉秆的效果进行评价表明,燃煤工业锅炉改棉秆技术是可行的,节能效果也是十分显著的,完善棉秆热解制备运输系统。

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