生物质颗粒热转化模型研究
发布时间：2021-08-01 21:35
生物质能源的合理利用对减少环境污染和碳减排具有重要意义。本文分别进行了草本生物质颗粒热解过程与半焦颗粒气化过程的数值计算,并对半焦气化的相关准则数进行了分析。主要结论如下:（1）热解开始阶段,0.5s时颗粒内挥发分浓度峰值为4.5%,处于0.85rp处;0.9s时颗粒内挥发分浓度峰值为9%,处于0.65rp处。生物质颗粒热解前期,随着时间推移,颗粒内挥发分浓度逐渐升高,反应位置逐渐深入。并且加热速率和热解反应速率随着粒径的减小以及终温的升高而加快。（2）生物质颗粒的热解过程中,传质系数的影响比有效扩散系数小,所以挥发分向颗粒外传递过程中,主要由挥发分在灰层中的扩散过程控制。（3）生物质半焦颗粒气化过程中,越靠近颗粒中心,由CO2扩散过程控制气化反应速率的时间增加;并随着粒径的减小及气相环境温度的升高,半焦气化反应时间缩短。（4）生物质半焦颗粒在1123K的气化温度下,半径在0.1mm-2mm时,内扩散阻力大于外扩散阻力。当颗粒半径小于0.26mm时,半焦气化过程主要由化学反应过程控制;当颗粒半径在0.26mm-1.45m...
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 生物质热转化技术
1.2.1 生物质热解技术
1.2.2 生物质半焦气化技术
1.3 生物质热转化研究现状
1.3.1 生物质热解研究现状
1.3.2 生物质半焦气化研究现状
1.4 论文主要内容
第2章 生物质颗粒热转化相关参数方程
2.1 引言
2.2 有效扩散系数
2.3 雷诺数
2.3.1 流化床雷诺数
2.3.2 固定床颗粒雷诺数
2.4 传质系数
2.4.1 流化床传质系数
2.4.2 固定床传质系数
2.5 生物质半焦颗粒气化动力学表达式
2.5.1 内扩散控制的动力学方程
2.5.2 外扩散控制的动力学方程
2.5.3 外部扩散和内部扩散综合影响
2.5.4 化学反应控制的动力学方程
2.6 生物质半焦颗粒气化相关准则数
2.7 本章小结
第3章 生物质颗粒热解模型研究
3.1 引言
3.2 生物质颗粒热解模型建立
3.2.1 生物质颗粒热解的动力学方程
3.2.2 生物质热解缩核模型
3.2.3 生物质颗粒内的传热传质模型
3.3 生物质颗粒热解模型计算结果分析
3.3.1 固定床与流化床传质系数对比
3.3.2 生物质颗粒内温度分布分析
3.3.3 生物质颗粒内挥发分浓度分布分析
3.4 本章小结
第4章 生物质半焦颗粒气化模型研究
4.1 引言
4.2 生物质半焦颗粒气化模型
4.2.1 生物质半焦颗粒气化原理
4.2.2 生物质半焦颗粒气化模型建立
4.3 生物质半焦颗粒气化CO_2浓度分布分析
4.4 生物质半焦气化相关准则数分析
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质气化技术的研究现状[J]. 吕仲明,徐盛林. 中国环保产业. 2018(09)
[2]我国能源资源现状与发展趋势[J]. 方圆,张万益,曹佳文,朱龙伟. 矿产保护与利用. 2018(04)
[3]浅议生物质热裂解技术现状及发展[J]. 王树谷. 再生资源与循环经济. 2018(08)
[4]中华人民共和国2017年国民经济和社会发展统计公报[J]. 中国统计. 2018(03)
[5]气相温度随机脉动对生物质颗粒热解的影响[J]. 张健,庞杰. 燃烧科学与技术. 2017(06)
[6]生物质焦CO2高温气化反应动力学研究[J]. 袁聪聪,王宇栋,张丁川,杨斌,戴永年. 生物质化学工程. 2017(06)
[7]我国生物质能源发展综述[J]. 石元春. 智慧电力. 2017(07)
[8]粒径对棉秆成型颗粒热解动力学特性的影响[J]. 马培勇,孙亚栋,邢献军,李慧,李涛,胡运龙. 太阳能学报. 2016(05)
[9]层式下吸式气化炉中单颗粒生物质的热解模型[J]. 薛爱军,潘继红,田茂诚,张冠敏,冷学礼. 林产化学与工业. 2016(01)
[10]国内外生物质热解动力学模型的研究现状[J]. 李三平,王述洋,孙雪,曹有为. 生物质化学工程. 2013(04)
博士论文
[1]烟气SO2在活性炭上的吸附特性研究及应用[D]. 王海鸿.北京科技大学 2015
[2]生物质热解还原制备一氧化锰的研究[D]. 张宏雷.北京工业大学 2013
[3]基于物化结构特征的生物质与煤共气化特性研究[D]. 车德勇.华北电力大学 2013
硕士论文
[1]湍动流化床气固传质模型及其CFD模拟[D]. 闫冬.中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所) 2017
[2]生物质热解气化的动力学研究及熵产分析[D]. 班彩英.华北电力大学 2015
本文编号：3316286
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 生物质热转化技术
1.2.1 生物质热解技术
1.2.2 生物质半焦气化技术
1.3 生物质热转化研究现状
1.3.1 生物质热解研究现状
1.3.2 生物质半焦气化研究现状
1.4 论文主要内容
第2章 生物质颗粒热转化相关参数方程
2.1 引言
2.2 有效扩散系数
2.3 雷诺数
2.3.1 流化床雷诺数
2.3.2 固定床颗粒雷诺数
2.4 传质系数
2.4.1 流化床传质系数
2.4.2 固定床传质系数
2.5 生物质半焦颗粒气化动力学表达式
2.5.1 内扩散控制的动力学方程
2.5.2 外扩散控制的动力学方程
2.5.3 外部扩散和内部扩散综合影响
2.5.4 化学反应控制的动力学方程
2.6 生物质半焦颗粒气化相关准则数
2.7 本章小结
第3章 生物质颗粒热解模型研究
3.1 引言
3.2 生物质颗粒热解模型建立
3.2.1 生物质颗粒热解的动力学方程
3.2.2 生物质热解缩核模型
3.2.3 生物质颗粒内的传热传质模型
3.3 生物质颗粒热解模型计算结果分析
3.3.1 固定床与流化床传质系数对比
3.3.2 生物质颗粒内温度分布分析
3.3.3 生物质颗粒内挥发分浓度分布分析
3.4 本章小结
第4章 生物质半焦颗粒气化模型研究
4.1 引言
4.2 生物质半焦颗粒气化模型
4.2.1 生物质半焦颗粒气化原理
4.2.2 生物质半焦颗粒气化模型建立
4.3 生物质半焦颗粒气化CO_2浓度分布分析
4.4 生物质半焦气化相关准则数分析
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质气化技术的研究现状[J]. 吕仲明,徐盛林. 中国环保产业. 2018(09)
[2]我国能源资源现状与发展趋势[J]. 方圆,张万益,曹佳文,朱龙伟. 矿产保护与利用. 2018(04)
[3]浅议生物质热裂解技术现状及发展[J]. 王树谷. 再生资源与循环经济. 2018(08)
[4]中华人民共和国2017年国民经济和社会发展统计公报[J]. 中国统计. 2018(03)
[5]气相温度随机脉动对生物质颗粒热解的影响[J]. 张健,庞杰. 燃烧科学与技术. 2017(06)
[6]生物质焦CO2高温气化反应动力学研究[J]. 袁聪聪,王宇栋,张丁川,杨斌,戴永年. 生物质化学工程. 2017(06)
[7]我国生物质能源发展综述[J]. 石元春. 智慧电力. 2017(07)
[8]粒径对棉秆成型颗粒热解动力学特性的影响[J]. 马培勇,孙亚栋,邢献军,李慧,李涛,胡运龙. 太阳能学报. 2016(05)
[9]层式下吸式气化炉中单颗粒生物质的热解模型[J]. 薛爱军,潘继红,田茂诚,张冠敏,冷学礼. 林产化学与工业. 2016(01)
[10]国内外生物质热解动力学模型的研究现状[J]. 李三平,王述洋,孙雪,曹有为. 生物质化学工程. 2013(04)
博士论文
[1]烟气SO2在活性炭上的吸附特性研究及应用[D]. 王海鸿.北京科技大学 2015
[2]生物质热解还原制备一氧化锰的研究[D]. 张宏雷.北京工业大学 2013
[3]基于物化结构特征的生物质与煤共气化特性研究[D]. 车德勇.华北电力大学 2013
硕士论文
[1]湍动流化床气固传质模型及其CFD模拟[D]. 闫冬.中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所) 2017
[2]生物质热解气化的动力学研究及熵产分析[D]. 班彩英.华北电力大学 2015
本文编号：3316286
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