ساخت و ارزیابی دستگاه چوب سوز برای تولید انرژی گرمایی از بقایای کشاورزی
Construction and Evaluation of a Wood Incinerator for Thermal Energy Production from Agricultural Residues
/میثم دلیر گوگانی
: کشاورزی
، ۱۳۹۸
، میرزائی
۹۷ص
چاپی - الکترونیکی
کارشناسی ارشد
مهندسی مکانیزاسیون کشاورزی گرایش بازیافت و مدیریت پسماند
۱۳۹۹/۰۶/۲۶
تبریز
زیست توده بهصعنوان منبع انرژی قابل تجدید از دیرباز در دسترس بشر بوده و قدیمیصترین منبع استحصال انرژی حرارتی است .اگرچه در سدهصهای اخیر با رویکرد به انرژیصهای فسیلی استفاده از زیستصتوده بهصعنوان یک سوخت کم شده است، اما بحث تبدیل آن به انرژی تجدیدپذیر دوباره در حال شکلصگیری و رشد است .برای استحصال انرژی از زیستصتوده روشصهای حرارتی و بیولوژیکی وجود دارد که شامل روشصهای احتراق مستقیم، گازیصسازی، پیرولیز، روشصهای دفن بهداشتی) لندفیل (و استفاده از هاضمصهای هوازی و بیصهوازی برای تولید بیوگاز و کود میصشوند .طرح در نظرگرفته شده در این پژوهش ساخت و ارزیابی دستگاه چوب سوز برای تولید انرژی گرمایی از بقایای کشاورزی است که میصتواند حرارت را برای گرمایش و یا به عنوان خشکصکن در اختیار کشاورز قرار دهد .دستگاه مدنظر برای ساخت در پایاننامه قبلی) غفاری، ۱۳۹۹) برای سوزاندن ضایعات و شاخ و برگ درختان باغصها و تاکستانصها طراحی شده بود و در این پایاننامه ساخت آن پیگیری شد .با در نظر گرفتن عوامل دخیل در طراحی، نوع سوخت و حجم سوخت، دستگاه با ظرفیت سوزاندن ۱۰ کیلوگرم چوب هرس شده درختان در هر بار بارگیری طراحی شده بود .پس از ملاحظات طراحی، ابعاد دستگاه با طول ۱۲۵ و عرض ۹۰ و ارتفاع ۱۲۰ سانتیصمتر تعیین شده بود .دستگاه ساخته شده از دو استوانه درون هم تشکیل شده که عمل احتراق در کوره یا همان استوانه اول صورت میصگیرد .یک دمنده برای اکسیژنصدهی با دبی متغیر در طرح پیشنهاد شد .گرمای حاصل توسط جریان تحت فشار هوا) توسط دمنده دوم بزرگتر و با دبی متغیر (که از بین استوانه اول و دوم میصگذرد جذب و سپس از طریق خروجی جریان هوای داغ به بیرون از دستگاه منتقل میصشود .با توجه به عایق بودن دو محفظه و عدم تداخل گازهای احتراق با جریان هوای واسط، هوای داغ خروجی پاک بوده و میصتواند برای گرمایش یا در فرآیند خشک کنی مورد استفاده قرار گیرد .محاسبهص بیلان انرژی برای سوزاندن ۱۰ کیلوگرم چوب با بازده فرضی ۶۰ درصد انرژی، تولید معادل ۹۰ مگاژول انرژی حرارتی است که در طی ۱ ساعت سوزانده میصشود و در مقابل ۷۳/۰ کیلووات ساعت انرژی الکتریکی مصرف خواهد شد که تقریبا معادل ۱/۶ مگاژول انرژی اولیه است .دبی متغیر دمندهصهای اکسیژنصده و هوای گرم به ترتیب برای تنظیم نسبت استوکیومتری احتراق و دمای هوای گرم خروجی تعبیه شدند
Biomass has long been available to humans as a renewable energy source and is the oldest source of thermal energy. Although the use of biomass as a fuel has declined in recent centuries with the approach to use fossil fuels, the debate over its conversion into renewable energy is re-emerging and growing. There are thermal and biological methods for extracting energy from biomass, including direct combustion, gasification, pyrolysis, landfill methods, and the use of aerobic and anaerobic digesters for production. They become biogas and fertilizer. The plan considered in this research is to build and evaluate a wood burning device to produce thermal energy from agricultural residues that can provide heat to the farmer for heating or as a dryer. The device intended for construction in the previous thesis (Ghaffari, 1399) was designed to burn waste and foliage of trees in gardens and vineyards, and in this thesis, its construction was followed. Taking into account the factors involved in the design, type of fuel and fuel volume, the device was designed with a capacity of burning 10 kg of pruned wood of trees per load. After design considerations, the dimensions of the device were determined to be 125 cm long, 90 cm wide and 120 cm high. The device consists of two cylinders inside which the combustion operation takes place in the furnace or the first cylinder. A blower was proposed for oxygenation with variable flow rate in the design. The resulting heat is absorbed by a pressurized air flow (by a larger second blower with variable flow rate) that passes between the first and second cylinders and is then transferred out of the device through a hot air flow outlet. Due to the insulation of the two chambers and the non-interference of combustion gases with the interface air flow, the hot exhaust air is clean and can be used for heating or in the drying process. Calculating the energy balance for burning 10 kg of wood with a hypothetical efficiency of 60 energy, is equivalent to 90 MJ of thermal energy that is burned in 1 hour and will consume 0.73 kWh of electrical energy, which is approximately equal to 6.1 MJ of primary energy. Variable flow of oxygenated and hot air blowers were installed to adjust the stoichiometric ratio of combustion and hot air outlet temperature, respectively
Construction and Evaluation of a Wood Incinerator for Thermal Energy Production from Agricultural Residues