棉花秸秆炭微波裂解生产设备研制

来源：农业工程学报杂志2020年第8期北京时间：

作者：张佳喜,刘阿朋,李骅,王毅超,刘雄,叶尔波拉提•铁木尔,

摘要：为了提高棉花秸秆的循环利用效率，分析不同参数对微波裂解棉花秸秆生产秸秆炭的产炭率的影响，该文研制了一套微波裂解设备。微波裂解设备主要由气液处理系统、裂解腔、惰性气体供应系统、恒温控制等组成，工作时微波裂解腔中的磁控管对棉花秸秆的裂解过程提供能量，使棉花秸秆达到炭化的效果。以棉花秸秆的炭产率为指标，以棉花秸秆含水率、炭化时间、微波功率为影响因素，通过Box-Behnken中心组合试验方法对微波裂解设备在裂解棉花秸秆过程中的试验因素进行三因素三水平二次回归试验。分析各因素对产炭率的影响，同时对影响因素进行综合优化。结果表明，棉花秸秆含水率和微波功率对棉花秆秸产炭率影响显著（P0.01），最优参数组合为含水率11%、炭化时间6 min、微波功率1.8 kW。验证试验结果表明，在最优参数条件下，棉花秸秆产炭率为30.9%，与理论值的相对误差为0.71%。研究结果可为棉花秸秆炭微波裂解生产设备的设计和作业参数优化提供参考。

关键词：农业机械, 设计, 微波, 棉秆炭化, 响应面