热解炭化过程成型生物质与外热烟气传热的基础研究

发布时间：2022-07-27 18:08

　　生物质作为一种可再生能源已引起了世界各国的广泛关注。成型生物质具有能量密度高,便于运输和存储的优点,是一种有利于大规模开发的生物质能转化技术。生物质热解制炭技术是一种高效的生物质能利用方式。工业生产过程中会产生大量高温烟气,其中蕴含丰富的余热资源,可为生物质热解制炭提供热源,达到废弃资源的综合利用的目的。鉴于此,本课题围绕生物质的成型特性、成型生物质热解成炭过程与外热烟气换热特性进行相关的基础研究。首先,在热重分析仪上,开展不同升温速率（10℃/min、15℃/min、20℃/min、30℃/mmin）对冷、热成型生物质在25～900℃的温度区间内的热解炭化实验,研究冷、热成型生物质热解成炭过程的需热量。结果表明,随热解温度升高,冷、热成型生物质的热解过程趋于一致,最大失重速率呈现先增大后减小,再增大最后减小的趋势,热解过程由于挥发分的大量逸出和木质素的二次裂解出现两个失重峰。采用DEAM模型计算冷、热成型生物质在不同转化率下的活化能和前置因子。冷成型生物质的活化能主要在38～137kJ/mol的范围内变化,整体呈现先升高后减小的变化趋势。热成型生物质的活化能主要都在28～190kJ/... 

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景与研究的意义
    1.2 课题研究相关进展
        1.2.1 生物质热解炭化的研究现状
        1.2.2 生物质热解炭化设备研究现状
        1.2.3 生物质成型参数研究现状
        1.2.4 压缩成型技术
        1.2.5 生物质压缩成型设备
        1.2.6 生物质热解过程中的传热传质研究进展
    1.3 课题研究内容
第二章 生物质成型的试验研究
    2.1 实验设备及实验条件
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验仪器及实验方法
    2.2 实验结果与讨论
        2.2.1 冷、热成型生物质热解过程
        2.2.2 动力学分析方法
        2.2.3 热解动力学分析
        2.2.4 冷、热成型生物质热解成炭的DSC曲线分析
        2.2.5 冷、热成型生物质所需炭化热量分析
    2.3 本章小结
第三章 热成型生物质热解成炭动力学研究
    3.1 实验设备及实验条件
        3.1.1 实验材料
        3.1.2 实验设备
        3.1.3 实验方法
    3.2 实验结果与分析
        3.2.1 成型生物质热解过程
        3.2.2 成型生物质热解反应动力学参数的确定
        3.2.3 成型生物质热解曲线分析
    3.3 本章小结
第四章 热成型生物质热解特性实验研究
    4.1 成型生物质热解成炭实验
        4.1.1 实验原料选择
        4.1.2 实验装置与方法
    4.2 实验结果与分析
        4.2.1 温度分布
        4.2.2 热解气体分析
    4.3 本章小结
第五章 利用外热烟气能量热解成型生物质成炭的模拟研究
    5.1 换热器模型的建立
    5.2 生物质热解动力学模型
    5.3 模拟流程和结果讨论
        5.3.1 模拟流程
        5.3.2 模拟结果讨论
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质炭在农业上的应用[J]. 陈心想,耿增超.  西北农林科技大学学报(自然科学版). 2013(02)
[2]麦秆热解机理研究[J]. 李小民,李永平,邓权威,林其钊.  中国科学技术大学学报. 2012(04)
[3]有色冶金烟气余热回收利用[J]. 张健敏,于海.  冶金能源. 2011(02)
[4]炉内氧气含量对竹材炭化的影响[J]. 潘一凡,吴志威,王远亮.  南京林业大学学报(自然科学版). 2011(01)
[5]稻类秸秆高温炭化焦炭的特性研究[J]. 肖刚,刘继驰,金保升,左武,王强.  燃烧科学与技术. 2010(01)
[6]生物质连续炭化工艺研究[J]. 王金梅,陈革新,赵培庆,姚彩兰,钟正贤,钟红波,钟顺乃.  现代化工. 2009(S1)
[7]不同种类生物质热解炭的特性实验研究[J]. 谭洪,张磊,韩玉阁.  生物质化学工程. 2009(05)
[8]生物质主要组分低温热解研究[J]. 吴逸民,赵增立,李海滨,何方.  燃料化学学报. 2009(04)
[9]热解条件对农作物秸秆炭性能的影响[J]. 冯小江,伊松林,张齐生.  北京林业大学学报. 2009(S1)
[10]生物质三组分热解反应及动力学的比较[J]. 黄娜,高岱巍,李建伟,陈标华.  北京化工大学学报(自然科学版). 2007(05)

硕士论文
[1]城市生活垃圾热解炭化工艺及炭化物特性研究[D]. 赵凯峰.南京林业大学 2009
[2]火场木材热解燃烧表观动力学研究[D]. 李迎旭.浙江大学 2005



本文编号：3665931