随着煤、石油等能源的大量使用,地球上不可再生能源的剩余存储量日渐枯竭,因此国内外众多学者纷纷开始关注生物质能源的研究,秸秆等木质纤维素燃料以丰富的储量、经济的价格成为代表性的研究选择。但是目前在纤维素的预处理环节,原料内部复杂的组织结构,很大程度上会阻碍酶对纤维素的可及性,因此在进行后续的反应之前,需要对原料进行合理的预处理操作。经众多学者专家的研究发现,蒸汽爆破技术具有纤维素转化率较高、产生的污染较小等优点,是对纤维素进行预处理的有效方法。当前众多学者专家研究出的蒸汽爆破设备有间歇式和连续式两种。间歇式蒸汽爆破设备存在生产不连续、生产效率低下、产业化推广困难等缺点。而连续式蒸汽爆破设备相较于间歇式,对物料的处理能力较大、效率高、适合于大型工业生产,但连续式设备较少,设备售价不菲。且传统的连续式蒸汽爆破设备在使用过程中的蒸汽无法循环利用,导致生产成本较大,另外在排出的废弃的蒸汽中夹杂微小的物料,散落在空中造成环境污染,也会造成物料的浪费。因此,本论文将以红麻秸秆为研究对象,设计一款带尾气回收的连续式蒸汽爆破机,可以实现蒸汽的循环利用、减少物料损失、可进行自动化连续化工业生产。论文查阅大量关于蒸汽爆破预处理设备方面的文献资料,确定设备由驱动机构、进料机构、螺旋输送机构、出料机构和蒸汽补充装置构成。对于秸秆类纤维素燃料预处理设备的挤出螺杆,螺旋叶片在高温热应力作用下容易出现失效,论文利用ANSYS软件,以温度、总热通量、等效弹性应变、等效应力为衡量依据,通过热-结构耦合,对挤出螺旋叶片进行强度分析并通过改变螺旋叶片的参数,对其结构进行优化。对涉及蒸汽回收的蒸汽回风管道进行Fluent流场模拟仿真,分析蒸汽在管道内的温度场、速度场和压力场的变化情况,并以此制定日常的检测养护方案。