引言

21世纪以来，世纪经济迅速发展使得对能源不断消耗，造成了日益严重的资源短缺和一系列环境问题。然而生物质作为一种污染小、可再生的绿色能源受到了国家及各级政府的大力支持。越来越多的工业锅炉选择生物质作为燃料[1][2]。但是，由于生物质颗粒呈扁平性、粉体呈现纤维状、密度轻、粘性大等独特特性[3]，各种常规输送方式均有一定的缺陷。如皮带式输送占地面积广、噪音大、能耗大、对环境影响严重。而稀相悬浮式气力输送虽然可以克服机械式输送带来的弊端，但稀相气力输送仍存在管壁磨损严重、所需的空气量大、能量消耗高、输送效率低、过量空气系数太大等不利因素[4][5]。因此，研究生物质输送技术，对生物质燃烧，对节约能源及减轻环境污染有这积极的意义[6][7]。程克勤[8][9]对低速密相气力输送技术做了理论研究。本文针对稻壳物料通过浓相气力输送的方式对生物质输送进行了实验研究。

1、研究目的

   通过对生物质浓相气力输送理论的分析及借鉴其他行业气力输送的研究，设计一套针对稻壳颗粒的浓相气力输送系统进行实验研究。通过对实验状态及数据的分析，找出最经济、最合理的运行工况点。以指导实际运行的生物质浓相气力输送系统的装置设计及使用。

2、研究方法

2.1 实验装置

输送系统实验装置如图1所示。主要包括三叶罗茨风机、旋转给料器、输送管道、料气分离装置以及测量和控制装置等组成。实验过程采用变频器调节控制系统。另外，在管道上及弯头处安装4个皮托管、倾斜式微压计及精密压力表，随时监测输送过程中的动压、静压变化。在风机出口处装有压力表及止回阀，可以连续测量风机出口压力，并防止空气倒流。其中，输送几何长度为20m（水平长度17m，垂直长度3m），输送管道内径为50mm，为了便于观察管内物料流动状态，材料选用有机玻璃管。管线由4个水平段、2个垂直段、5个弯头组成。主要设备参数为：三叶罗茨风机，供气量10.5m3/min;旋转给料器，体积14L/r，转速24r/min；变频器，量程0~50Hz。主要测量仪表：倾斜式微压计，量程0~2000Pa；精密压力表，量程0~0.04MPa；称重器，量程50kg。

2.2 实验材料

实验采用的输送物料为稻壳颗粒，粒度分布在3~5mm范围内，其堆积密度为120kg/m3,含水率为9%，形状为扁平状。

2.3 实验步骤

系统运行时，空气经罗茨风机压缩后进入输送管道。稻壳颗粒投入至旋转给料器的料仓中。空气与稻壳颗粒在料仓下的混合室内混合后进入输送管道，开始输送。物料经管道最终进入出料口的分离器中，空气排入到大气中。输送过程结束后，将分离器中的稻壳颗粒进行称量，同时进行下一次输送实验。输送过程中的气体动压及静压由安装在管道上的倾斜式微压计及精密压力表测得。以获得输送过程中的气体速度、空气流量及压力损失。

在实验过程中，我们通过调节两个参数来进行研究。一个参数是空气流量，另一个参数是固体质量流量。首先保持在一定风机频率下（即空气流量下），改变不同的给料频率进行输送实验，直至管道堵塞为止，得到一组数据。然后调节风机频率（即空气流量），重复上述实验，得到第二组数据，以此类推。在同一风机频率（空气流量）下，分别以10、15、20、25、30、35、40、45、50Hz的给料频率进行输送实验，变连续记录每个输送过程的管内静压、动压、输送时间、输送重量等参数。

3、实验结果及分析

在给定的系统及输送物料下，运行参数的好坏对系统的能耗和磨损起重要作用[10][11]，运行参数的选择对优化系统起着关键的作用。本实验研究了输送系统的平均流速、输送能力、料气比、风机能耗等主要参数的运行规律，从而得出高料气比、低能耗的最佳输送工况。（查看知网数据全文请下载）