生物质气化模拟与生物燃气特性分析

发布时间：2020-08-11 12:55

【摘要】：我国冬季采用化石燃料进行供暖，不仅能源效率低，而且排放大量的温室气体，污染环境。生物质气化供暖技术相比于传统供暖方式具有高效、环保的优点，同时我国的生物质资源储量丰富，分布广泛，如能很好地加以利用，不仅可以缓解我国冬季供暖时的煤炭需求量，也可以起到保护环境的作用。 目前生物质气化主要用于生活炊事供气，在供暖方面应用较少，究其原因是由于生物燃气的热值低，焦油含量高。生物质气化供暖同传统化石燃料供暖的最大区别是生物质气化供暖的燃料为生物燃气。 本文主要利用Aspen Plus软件建立了生物质气化模型，模拟研究影响生物质气化效率的主要因素，并确定生物质气化过程的最佳工况点。研究发现：当反应温度为800~850℃、作用压力为常压、H2O/C为0.8~1.0，Ca/C为0.6~0.8时，气化效果较好。同时，为了提高生物燃气热值并能更好地处理生物柴油生产过程中产生的粗甘油，本文模拟研究了生物质与粗甘油共气化制取生物燃气的过程，得到的最佳工况点是：反应温度800~850℃、G/B为1.0~1.2、H2O/C为0.8~1.0、压力不大于0.1MPa。 利用燃气密度、燃气热值、理论空气需要量、华白数、燃烧速度、燃烧势等燃气可替代指标对生物燃气与常规燃气的可替代性进行研究，并比较分析生物燃气与天然气、人工燃气、沼气的主要区别。结果发现：生物燃气中可燃成分少，燃气热值低，与常规燃气相比不具可替代性。在实际生物质气化过程中应选用其它种类气化剂来代替空气以减少生物燃气中N2的含量。对天津地区某100户居民利用生物质气化气进行供暖的案例进行经济性与“碳减排”研究后发现采用生物质气化供暖可节省运行成本2.1万元/年，减少碳排放920吨/年。 最后，利用仿真软件Simulink对生物燃气在燃气锅炉中的燃烧情况进行模拟。炉膛内温度为880~970K，热辐射量为0.57~0.79MW。当对三种不同生物燃气在锅炉中的燃烧情况进行仿真时发现生物燃气的热值是决定其燃烧性能的关键因素。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TK6;TU832
【图文】：

不同生物质能储量吨

不同秸秆产量

不同地区秸秆产量

【参考文献】

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1 刘永文,张会生,苏明;舰船柴油机的模块化建模与仿真[J];船舶工程;2002年01期

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3 杨毅梅;陈文义;范晓旭;孙姣;;基于ASPEN PLUS的生物质气化模拟与分析[J];河北工业大学学报;2011年05期

4 陈汉平;赵向富;米铁;代正华;;基于ASPEN PLUS平台的生物质气化模拟[J];华中科技大学学报(自然科学版);2007年09期

5 张全国,徐国强,杨群发,李冠峰,张泽星,李刚,徐桂转;生物质焦油热物理特性研究[J];华中农业大学学报;2001年05期

6 刘晓霞;;生物质燃气供暖系统模式分析[J];吉林建筑工程学院学报;2009年05期

7 代百乾;张忠孝;王婧;何翔;陈国艳;;我国火力发电节煤和CO_2/SO_2减排潜力的探讨[J];节能技术;2008年02期

8 刘辉,项昌乐,郑慕侨;模块化建模方法及其在车辆传动系中的应用[J];计算机仿真;2002年03期

9 周俊杰;安金卉;;基于ASPEN PLUS的生物质气化过程模拟分析[J];技术与市场;2011年08期

10 李沁;武涌;刘吉林;刘兴民;;生物质气化供暖在中国北方农村地区的可行性研究[J];建筑科学;2010年12期

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1 刘明;生物质气化及其燃气燃烧试验研究与分析[D];天津大学;2008年

本文编号：2789094