在世界能源问题不断突出的背景下,近年来我国存在较为严重的秸秆焚烧现象。虽然我国秸秆资源丰富,但焚烧秸秆不仅造成资源的浪费,而且还带来了一系列的社会、环境问题。为了解决农村秸秆资源的利用问题,本文在课题组前期研究的基础上,针对粉碎的生物质颗粒料,设计一种直立连续式生物质炭化设备,并进行制造加工及试验研究。该设备采用闷烧热解及间接加热的方式为炭化提供热量,缩短了生物质的升温时间,提高了炭化效率,促进了生物炭的产量。该设备以实现连续生产为目标,利用螺旋绞龙、旋转炉篦等机构实现进料出料的便利化;以提高热量的利用率为宗旨,设计了烟气回用管道来提高设备整体的热量利用率。论文主要的研究内容和进行的工作包含以下几个方面:(1)设备设计制造。设计了直立连续式生物质炭化设备的工艺路线,进行了设备重要部件参数的理论计算与分析,绘制了炭化设备的加工图纸,完成了设备的制造加工,并进行了控制箱的设计制造。(2)对炭化设备进行了整体装配和空车试验,在整个过程中,装配方便、运行平稳,模块化设计便于安装和后期维护。之后进行了锯末和谷壳的试运行试验,但在试验中物料结拱现象较为频繁,影响了整个炭化流程的持续性。(3)针对设备的结拱问题进行了分析,对炭化设备的进料段、炉篦段、点火设备进行了改造,一定程度上解决了炭化设备的结拱问题。以谷壳为炭化原料,使用经过多次改造的炭化设备进行试验:使用34.15 kg的谷壳进行炭化,炭化后产物质量为6.5 kg,炭化得率质量分数为21.46%。(4)采用含水率为10%的谷壳原料直接在炭化室内进行炭化,并测量炭化室内谷壳的温度变化。经过分析测量的温度数据:内层谷壳干燥需要时间约为1 h,外层谷壳干燥需要的时间为4 h。针对固定床式炭化设备,若采用潮湿的物料直接进行干燥炭化,那么传热效率较为低下。(5)针对炭化室传热效率低下及内部结拱等问题,重新设计了炭化段内部结构,提供了一种新的解决方案。并利用CFX软件对优化前后炭化室内部的燃烧室进行了温度分布和气体流场的分析。为设备的后续优化改进提供了一定的理论依据。