生物油燃烧特性的实验研究
发布时间：2021-01-09 18:55
生物油作为一种可再生的液体燃料,被认为是化石燃料的潜在替代品之一。但是,生物油的化学组成和物理性质与传统化石液体燃料截然不同,生物油的燃烧性质也与传统燃料相差甚远。同时,目前对生物油燃烧性质的研究较少,阻碍了生物油作为液体燃料进行工业化应用的发展。基于此背景,本学位论文开展了对生物油雾化燃烧特性的研究。首先对生物油的化学组成和物理性质进行了深入研究,对生物油的含水量、热值、化学组成和元素组成进行了测量与分析,并对生物油的分子量分布进行了测量;然后通过流变仪等仪器对生物油的流动性质进行了详细研究,对生物油的表面张力、运动黏度、动力黏度、热导率和比热容等热物性参数进行了测量。结果表明:生物油是一种含有大量含氧有机化合物的含水燃料,高含水量和高含氧有机化合物导致生物油的氧元素含量较高,也导致生物油的热值较低。分级冷凝制备的生物油,其含水量约为13.86%,高位热值为23.25 MJ/kg。生物油中分子量在400以下的有机物数目占比为59.10%,但是质量占比仅为11.16%。计算得到生物油的质量平均分子量为3063.09、数量平均分子量为736.16。通过旋转流变仪测量生物油的流变特性,生物...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
世界能源消费皿Figure卜1Worldmecgyconsumption
中国作为一个人口多、农业发达的国家，每年会产生很多农林业废弃物，如??秸秆、稻壳等。根据我国在２０１１年发布的《全国农作物秸秆资源调查与评价报??告》２００９年全国农作物秸杆理论资源量为８．２０亿吨。以稻壳、秸秆为代表??的这类生物质，我们将它称作“木质纤维素类生物质”，这一类生物质来源广泛，??应用前景广阔。在下文中，如无特殊说明，约定生物质即代表木质纤维素类生物??质。目前生物质的应用方法主要有：直接燃烧发电、热解气化、热解炭化、快速??热解液化、水解液化等［２８］。??
??称作分子量质量分布。图２－１为生物油内有机物的分子量数目分布曲线和质量分??布曲线。由图２－１可以发现，生物油组分的分子量分布极为宽泛，分子量从??２０￣３５０００均有分布。同时我们发现生物油中分子量在１０００以下的分子数目占比??较高，但是质量占比较低；这也体现了生物油的复杂程度。通过对图２－１中的分??子量分布曲线进行积分分析，发现分子量在４００以下的有机物数目占比为５９．１０％，??但是质量占比仅为１１．１６％。说明占生物油中有机物总质量接近九成的大分子物??质很难被ＧＣ－ＭＳ定性检测。通过对图２－１中的曲线进行积分，得到生物油的平??均分子量。生物油的重量平均分子量为３０６３．０９；数量平均分子量为７３６．１６。??Ａ?．??ｎｕｍｂｅｒ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ??ｕ．ｊ?－???ｗｅｉｇｈｔ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ??，：广??０．０?匕丄?Ｌ?ｒ?？Ｊ?，＿．?．?．?ｉｉ．ｉｌ——￣?■??１０?１００?１０００?１００００??Ｍｏｌｅ?ｗｅｉｇｈｔ??图２－１生物油内分子摩尔质量分布（无水）??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｔｈｅ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｗｅｉｇｈｔ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｂｉｏ－ｏｉｌ??２．３流变特性、黏度与表面张力??液体燃料天然具备的优势之一是其具有流动的特性，液体燃料可以很方便地??通过管道流动进行输运。为了对生物油的流动性质有更深入地了解
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质三组分混合热解耦合作用研究[J]. 宋飞跃,丁浩植,张立强,朱锡锋. 太阳能学报. 2019(01)
[2]分级冷凝生物油组分富集与组分稳定性研究[J]. 王储,朱锡锋. 燃料化学学报. 2018(11)
[3]能源结构随能源需求增长而持续多样化——2018年世界能源统计年鉴解读[J]. 钱伯章,李敏. 中国石油和化工经济分析. 2018(08)
[4]生物质热解分级冷凝制备多品级生物油[J]. 马善为,张一鸣,丁浩植,朱锡锋. 太阳能学报. 2018(05)
[5]生物油热失重特性研究[J]. 丁浩植,马善为,张一鸣,朱锡锋. 太阳能学报. 2017(10)
[6]高韦伯数下煤油液滴的破碎机理研究[J]. 孔上峰,封锋,邓寒玉. 实验流体力学. 2017(01)
[7]基于Matlab的生物油雾化特性的实验研究[J]. 龙潭,马善为,丁浩植,朱锡锋. 太阳能学报. 2016(04)
[8]混合醇对生物油稳定性影响的研究[J]. 刘旭,朱锡锋. 太阳能学报. 2015(06)
[9]我国生物质炭化技术装备研究现状与发展建议[J]. 丛宏斌,赵立欣,姚宗路,孟海波,李敏. 中国农业大学学报. 2015(02)
[10]中国能源革命与低碳发展的战略选择[J]. 何建坤. 武汉大学学报(哲学社会科学版). 2015(01)
博士论文
[1]生物质热解气建模与分级冷凝研究[D]. 马善为.中国科学技术大学 2018
[2]生物质热解气冷凝及生物油燃烧的实验研究与数值模拟[D]. 龙潭.中国科学技术大学 2014
[3]生物质热解油雾化燃烧及气化的实验研究与数值模拟[D]. 张栋.中国科学技术大学 2012
[4]生物质选择性热解液化的研究[D]. 陆强.中国科学技术大学 2010
硕士论文
[1]生物油雾化特性的数值研究[D]. 乔旭.中国科学技术大学 2018
本文编号：2967215
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
世界能源消费皿Figure卜1Worldmecgyconsumption
中国作为一个人口多、农业发达的国家，每年会产生很多农林业废弃物，如??秸秆、稻壳等。根据我国在２０１１年发布的《全国农作物秸秆资源调查与评价报??告》２００９年全国农作物秸杆理论资源量为８．２０亿吨。以稻壳、秸秆为代表??的这类生物质，我们将它称作“木质纤维素类生物质”，这一类生物质来源广泛，??应用前景广阔。在下文中，如无特殊说明，约定生物质即代表木质纤维素类生物??质。目前生物质的应用方法主要有：直接燃烧发电、热解气化、热解炭化、快速??热解液化、水解液化等［２８］。??
??称作分子量质量分布。图２－１为生物油内有机物的分子量数目分布曲线和质量分??布曲线。由图２－１可以发现，生物油组分的分子量分布极为宽泛，分子量从??２０￣３５０００均有分布。同时我们发现生物油中分子量在１０００以下的分子数目占比??较高，但是质量占比较低；这也体现了生物油的复杂程度。通过对图２－１中的分??子量分布曲线进行积分分析，发现分子量在４００以下的有机物数目占比为５９．１０％，??但是质量占比仅为１１．１６％。说明占生物油中有机物总质量接近九成的大分子物??质很难被ＧＣ－ＭＳ定性检测。通过对图２－１中的曲线进行积分，得到生物油的平??均分子量。生物油的重量平均分子量为３０６３．０９；数量平均分子量为７３６．１６。??Ａ?．??ｎｕｍｂｅｒ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ??ｕ．ｊ?－???ｗｅｉｇｈｔ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ??，：广??０．０?匕丄?Ｌ?ｒ?？Ｊ?，＿．?．?．?ｉｉ．ｉｌ——￣?■??１０?１００?１０００?１００００??Ｍｏｌｅ?ｗｅｉｇｈｔ??图２－１生物油内分子摩尔质量分布（无水）??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｔｈｅ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｗｅｉｇｈｔ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｂｉｏ－ｏｉｌ??２．３流变特性、黏度与表面张力??液体燃料天然具备的优势之一是其具有流动的特性，液体燃料可以很方便地??通过管道流动进行输运。为了对生物油的流动性质有更深入地了解
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质三组分混合热解耦合作用研究[J]. 宋飞跃,丁浩植,张立强,朱锡锋. 太阳能学报. 2019(01)
[2]分级冷凝生物油组分富集与组分稳定性研究[J]. 王储,朱锡锋. 燃料化学学报. 2018(11)
[3]能源结构随能源需求增长而持续多样化——2018年世界能源统计年鉴解读[J]. 钱伯章,李敏. 中国石油和化工经济分析. 2018(08)
[4]生物质热解分级冷凝制备多品级生物油[J]. 马善为,张一鸣,丁浩植,朱锡锋. 太阳能学报. 2018(05)
[5]生物油热失重特性研究[J]. 丁浩植,马善为,张一鸣,朱锡锋. 太阳能学报. 2017(10)
[6]高韦伯数下煤油液滴的破碎机理研究[J]. 孔上峰,封锋,邓寒玉. 实验流体力学. 2017(01)
[7]基于Matlab的生物油雾化特性的实验研究[J]. 龙潭,马善为,丁浩植,朱锡锋. 太阳能学报. 2016(04)
[8]混合醇对生物油稳定性影响的研究[J]. 刘旭,朱锡锋. 太阳能学报. 2015(06)
[9]我国生物质炭化技术装备研究现状与发展建议[J]. 丛宏斌,赵立欣,姚宗路,孟海波,李敏. 中国农业大学学报. 2015(02)
[10]中国能源革命与低碳发展的战略选择[J]. 何建坤. 武汉大学学报(哲学社会科学版). 2015(01)
博士论文
[1]生物质热解气建模与分级冷凝研究[D]. 马善为.中国科学技术大学 2018
[2]生物质热解气冷凝及生物油燃烧的实验研究与数值模拟[D]. 龙潭.中国科学技术大学 2014
[3]生物质热解油雾化燃烧及气化的实验研究与数值模拟[D]. 张栋.中国科学技术大学 2012
[4]生物质选择性热解液化的研究[D]. 陆强.中国科学技术大学 2010
硕士论文
[1]生物油雾化特性的数值研究[D]. 乔旭.中国科学技术大学 2018
本文编号：2967215
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