生物质流化床富氧气化试验与模拟研究

发布时间：2021-01-09 04:21

　　生物质具有广泛性、可再生性、清洁性和CO2中性等优点,被视为较有前景的替代能源。炉内的气化还原反应,改善气化效果,获得焦油含量低的高热值可燃气。本论文利用试验和数学模型相结合的方法,对生物质流化床富氧气化特性进行研究,以期为可燃固体废弃物气化高值利用提供理论参考和技术支持。本论文在自行设计的常压流化床气化炉上,分别采用富氧空气和富氧空气-水蒸气作为气化介质,对树皮和木屑两种垃圾衍生燃料进行了较系统的气化试验,研究了气化温度、当量比、氧体积浓度、床料特性、流化速度以及水蒸气与生物质比等操作参数对气化可燃气组分、气体热值、气体产率、碳转化率和气化效率的影响规律。试验发现：以三种煅烧后的天然矿物颗粒作为床料,气化效果从好到差依次是白云石>高铝矾土>凹凸棒土；随着气化温度升高,气化可燃组分增多,气化效果越好,而当量比过大,可燃组分则被大量燃烧,本试验范围内最佳当量比在0.2左右；采用富氧空气作为气化介质,在试验最佳工况下,气体热值和气化效率高达7.88MJ/m3和41.5%,相比于空气气化下的3.43MJ/m3和25.5%有显著提高；而引入富氧空气-水蒸气作为气化介质,促进了水蒸气... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
第一章 绪论
    1.1 生物质概况
        1.1.1 生物质资源的定义
        1.1.2 生物质利用技术综述
    1.2 生物质气化技术研究现状
        1.2.1 生物质气化原理及工艺
        1.2.2 试验室规模生物质流化床气化研究进展
        1.2.3 生物质流化床气化工业化应用现状
    1.3 生物质气化模型研究进展
    1.4 课题的研究技术路线与目标
    1.5 本论文研究的主要内容
    1.6 本章小结
第二章 生物质流化床富氧空气气化试验研究
    2.1 试验部分
        2.1.1 试验原料与床料
        2.1.2 试验装置介绍
        2.1.3 气化过程基本参数
        2.1.4 试验方法
    2.2 试验结果与讨论
        2.2.1 气化温度对富氧空气气化特性的影响
        2.2.2 当量比对富氧空气气化特性的影响
        2.2.3 氧体积浓度对富氧空气气化特性的影响
        2.2.4 不同床料对富氧空气气化特性的影响
    2.3 本章小结
第三章 生物质流化床富氧空气-水蒸气气化试验研究
    3.1 试验部分
        3.1.1 试验原料和床料
        3.1.2 试验装置介绍
        3.1.3 气化过程基本参数
        3.1.4 试验方法
    3.2 试验结果与讨论
        3.2.1 流化速度对富氧气化特性的影响
        3.2.2 S/B对富氧空气-水蒸气气化特性的影响
        3.2.3 当量比对富氧空气-水蒸气气化特性的影响
        3.2.4 氧体积浓度对富氧空气-水蒸气气化特性的影响
    3.3 本章小结
第四章 生物质富氧气化过程热力学平衡模型
    4.1 热力学平衡模型原理概述
    4.2 建立生物质富氧气化模型
        4.2.1 模型假设
        4.2.2 建模过程
        4.2.3 模型求解
    4.3 气化模型的验证与修正
    4.4 影响因素模拟分析
        4.4.1 模拟输入参数的计算
        4.4.2 模拟稻壳含水率对富氧空气气化特性的影响
        4.4.3 模拟S/B对稻壳富氧空气-水蒸气气化特性的影响
    4.5 本章小结
第五章 全文结论及展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
参考文献
硕士期间科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑焦油的生物质气化过程热力学模型[J]. 闫桂焕,许敏,许崇庆,肖琦,孙荣峰.  农业工程学报. 2013(S1)
[2]凹凸棒石粘土催化裂解生物质气化炉焦油初探[J]. 刘海波,陈天虎,谢晶晶,常冬寅,庆承松,李金虎.  太阳能学报. 2011(11)
[3]生物质气化过程热力学模型分析[J]. 赵展,刘晓东,姜雪,齐秀龙,艾国强,贾俊曦.  应用科技. 2011(07)
[4]生物质流化床富氧-水蒸气气化制备合成气研究[J]. 苏德仁,周肇秋,谢建军,朗林,阴秀丽,吴创之.  农业机械学报. 2011(03)
[5]床料对生物质流化床气化影响的初步试验研究[J]. 贤建伟,范晓旭,韩中合,初雷哲,张守军.  可再生能源. 2011(01)
[6]凹凸棒石黏土催化裂解生物质焦油[J]. 石莹,陈天虎,张先龙,刘海波,李金虎,施培超.  太阳能学报. 2010(09)
[7]模拟垃圾流化床气化特性的实验研究[J]. 池涌,郑皎,金余其,米海波,蒋旭光,倪明江.  中国电机工程学报. 2008(29)
[8]基于ASPEN PLUS平台的生物质气化模拟[J]. 陈汉平,赵向富,米铁,代正华.  华中科技大学学报(自然科学版). 2007(09)
[9]生物质流化床燃烧过程中的结渣特性[J]. 叶贻杰,陈汉平,王贤华,杨海平,赵向富,张世红.  可再生能源. 2007(03)
[10]国内外生物质能利用技术研究进展[J]. 余珂,胡兆吉,刘秀英.  江西化工. 2006(04)

硕士论文
[1]生物质流化床气化实验研究与模拟[D]. 赵向富.华中科技大学 2006



本文编号：2965961