生物质固体热载体法热解耦合催化提质制取燃料油模拟研究
发布时间：2023-03-12 15:14
生物质热解耦合生物油精炼提质技术可将秸秆转化为高价值的液体燃料,是最具开发潜力的热化学转化技术之一,可实现秸秆的高效能源化利用。本文以中国典型秸秆废弃物玉米秸秆为研究对象,开展了生物质固体热载体法热解系统、热解蒸汽分级冷凝系统以及生物油提质制燃料油系统的模拟研究,为生物质热解提质制燃料油工艺性能优化提供指导。开展了陶瓷球循环加热下降管式玉米秸秆热解系统的能量分析研究,探索了原料含水量和热载体与给料质流比(MR)对系统能损和能效的影响,揭示了基于固体热载体法的热解系统能量流变化规律。在给定操作条件(干燥、热解和燃烧温度90、500和750℃;出口油温25℃;冷却油回流比0.6;热载体温度520℃;热载体与给料质流比15:1)下,干燥、热解、燃烧单元能耗分别为0.1、1.3和0.7 MJ/kg。随着原料含水量由20%减少到5%,干燥能耗从0.13减少至0.12 MJ/kg,热解能耗由1.4降低到0.8 MJ/kg,燃烧能耗从0.8减少到0.6 MJ/kg。随着MR从5:1增加至15:1,燃烧能效由39%提高到98%,继续提高MR至25:1,燃烧能效降低到88%。分级冷凝工艺是生物油处理的关...
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 生物质热化学转化制备液体燃料油研究
1.2.1 生物质热化学转化制备液体燃料油研究现状
1.2.2 生物质热解液化制取液体燃料油技术的研究重点
1.3 生物质固体热载体法热解液化系统
1.3.1 生物质固体热载体法热解液化系统的研究现状
1.3.2 生物质固体热载体法热解液化系统模拟研究的必要性
1.4 生物质热解蒸汽分级冷凝系统研究
1.4.1 生物质热解气分级冷凝方式
1.4.2 生物质热解气分级冷凝技术模拟研究的必要性
1.5 生物油精炼提质制取高品质燃料油研究
1.5.1 生物油精炼提质的方式
1.5.2 生物油精炼提质制取燃料油系统模拟研究的必要性
1.6 本课题探究内容及意义
1.6.1 研究内容
1.6.2 课题的意义
1.7 本章小结
第二章 陶瓷球循环加热下降管式生物质热解系统模拟研究
2.1 热载体法生物质热解液化系统工艺流程
2.2 生物质固体热载体法热解系统模拟建模过程
2.2.1 物性方法的选择和流程运行假设
2.2.2 干燥单元模拟
2.2.3 热解单元模拟
2.2.4 冷凝单元模拟
2.2.5 燃烧单元模拟
2.2.6 产物结果分析
2.3 物料的质量能量衡算
2.3.1 干燥单元能量分析
2.3.2 热解单元能量分析
2.3.3 整个系统的能量分析
2.4 热载体法生物质热解系统灵敏度分析
2.4.1 热解温度对生物油产率影响
2.4.2 生物质含水量对系统能耗影响
2.4.3 热载体与给料质流比对系统能效影响
2.5 本章小结
第三章 生物质热解蒸汽的分级冷凝研究
3.1 生物质热解蒸汽分级冷凝系统的建立
3.2 分级冷凝系统模拟过程
3.2.1 三级换热器式冷凝系统模拟
3.2.2 一级喷淋-二三级换热器式冷凝系统模拟
3.2.3 模型参数设定
3.2.4 系统模拟运行假设
3.3 运行结果分析
3.3.1 三级冷凝温度为100、60和25℃的条件下两种系统的模拟结果分析
3.3.2 三级冷凝温度为80、60和25℃的条件下两种系统的模拟结果分析
3.3.3 三级冷凝温度为80、25和0℃的条件下两种系统的模拟结果分析
3.4 分级冷凝系统?分析
3.4.1 ?计算方法
3.4.2 两种系统能量损失结果分析
3.4.3 两种系统?计算结果分析
3.4.4 两种系统的?效率分析
3.4.5 两种系统的?损失分析
3.5 本章小结
第四章 生物油精炼提质制取燃料油研究
4.1 生物油精炼提质制取燃料油工艺简介
4.2 生物油精炼提质工艺模拟
4.2.1 系统模拟运行假设
4.2.2 反应物的选择
4.2.3 焦炭和轻质生物油水相重整过程模拟
4.2.4 合成气的升级和H2/CO比的调节
4.2.5 费托合成反应及其产物精炼
4.3 生物油精炼提质系统模拟结果分析
4.4 技术经济分析
4.4.1 经济性评价指标
4.4.2 投资费用分析
4.4.3 经济评价指标分析
4.4.4 盈亏平衡点分析
4.4.5 经济效益影响因素分析
4.5 本章小结
第五章 全文总结与建议
5.1 全文总结
5.2 下一步研究建议
参考文献
在读期间公开发表的论文
致谢
附录
本文编号：3761450
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 生物质热化学转化制备液体燃料油研究
1.2.1 生物质热化学转化制备液体燃料油研究现状
1.2.2 生物质热解液化制取液体燃料油技术的研究重点
1.3 生物质固体热载体法热解液化系统
1.3.1 生物质固体热载体法热解液化系统的研究现状
1.3.2 生物质固体热载体法热解液化系统模拟研究的必要性
1.4 生物质热解蒸汽分级冷凝系统研究
1.4.1 生物质热解气分级冷凝方式
1.4.2 生物质热解气分级冷凝技术模拟研究的必要性
1.5 生物油精炼提质制取高品质燃料油研究
1.5.1 生物油精炼提质的方式
1.5.2 生物油精炼提质制取燃料油系统模拟研究的必要性
1.6 本课题探究内容及意义
1.6.1 研究内容
1.6.2 课题的意义
1.7 本章小结
第二章 陶瓷球循环加热下降管式生物质热解系统模拟研究
2.1 热载体法生物质热解液化系统工艺流程
2.2 生物质固体热载体法热解系统模拟建模过程
2.2.1 物性方法的选择和流程运行假设
2.2.2 干燥单元模拟
2.2.3 热解单元模拟
2.2.4 冷凝单元模拟
2.2.5 燃烧单元模拟
2.2.6 产物结果分析
2.3 物料的质量能量衡算
2.3.1 干燥单元能量分析
2.3.2 热解单元能量分析
2.3.3 整个系统的能量分析
2.4 热载体法生物质热解系统灵敏度分析
2.4.1 热解温度对生物油产率影响
2.4.2 生物质含水量对系统能耗影响
2.4.3 热载体与给料质流比对系统能效影响
2.5 本章小结
第三章 生物质热解蒸汽的分级冷凝研究
3.1 生物质热解蒸汽分级冷凝系统的建立
3.2 分级冷凝系统模拟过程
3.2.1 三级换热器式冷凝系统模拟
3.2.2 一级喷淋-二三级换热器式冷凝系统模拟
3.2.3 模型参数设定
3.2.4 系统模拟运行假设
3.3 运行结果分析
3.3.1 三级冷凝温度为100、60和25℃的条件下两种系统的模拟结果分析
3.3.2 三级冷凝温度为80、60和25℃的条件下两种系统的模拟结果分析
3.3.3 三级冷凝温度为80、25和0℃的条件下两种系统的模拟结果分析
3.4 分级冷凝系统?分析
3.4.1 ?计算方法
3.4.2 两种系统能量损失结果分析
3.4.3 两种系统?计算结果分析
3.4.4 两种系统的?效率分析
3.4.5 两种系统的?损失分析
3.5 本章小结
第四章 生物油精炼提质制取燃料油研究
4.1 生物油精炼提质制取燃料油工艺简介
4.2 生物油精炼提质工艺模拟
4.2.1 系统模拟运行假设
4.2.2 反应物的选择
4.2.3 焦炭和轻质生物油水相重整过程模拟
4.2.4 合成气的升级和H2/CO比的调节
4.2.5 费托合成反应及其产物精炼
4.3 生物油精炼提质系统模拟结果分析
4.4 技术经济分析
4.4.1 经济性评价指标
4.4.2 投资费用分析
4.4.3 经济评价指标分析
4.4.4 盈亏平衡点分析
4.4.5 经济效益影响因素分析
4.5 本章小结
第五章 全文总结与建议
5.1 全文总结
5.2 下一步研究建议
参考文献
在读期间公开发表的论文
致谢
附录
本文编号：3761450
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