本文關(guān)鍵詞：生物質(zhì)熱解油氣化實(shí)驗(yàn)與模擬研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 生物質(zhì)作為唯一可以液化的清潔的可再生能源,利用其快速熱解制取的生物油可以解決生物質(zhì)直接氣化帶來的收集、運(yùn)輸和儲存問題。但是,生物油的高粘度、高含水量、強(qiáng)酸性、低熱值和熱不穩(wěn)定等性質(zhì)嚴(yán)重影響了生物油的品質(zhì),阻礙了生物油的高端應(yīng)用,因此,將生物油熱解氣化轉(zhuǎn)化為H_2、CO、CO_2、CH_4、C_2、C_3等合成原料氣,再經(jīng)過進(jìn)一步的技術(shù)處理合成高品位的燃料如甲醇、二甲醚等是實(shí)現(xiàn)生物油的高質(zhì)化利用重要途徑之一。本文從機(jī)理分析、模擬預(yù)測、實(shí)驗(yàn)研究三個(gè)層面對生物油的氣化進(jìn)行了較為全面的研究。 首先,在熱重分析儀上對生物油的熱解及燃燒進(jìn)行研究,分析其熱解及燃燒特征,確定生物油熱解與燃燒的動(dòng)力學(xué)機(jī)理模型及參數(shù)結(jié)果,并采用TG-FTIR聯(lián)用技術(shù)對生物油樣品熱解過程中氣體產(chǎn)物的釋放特性進(jìn)行在線分析,確定熱解產(chǎn)物及其隨溫度變化的釋放特性。結(jié)果表明:生物油熱解分為兩個(gè)階段,燃燒分為三個(gè)階段,熱解的主要產(chǎn)物為CO、CO_2、H_2O和碳?xì)浠衔锏刃》肿託怏w。 然后,基于Aspen Plus軟件,選取具有代表性的模型化合物模擬生物油,采用Gibbs自由能最小化法建立了生物油氣化模型,進(jìn)行生物油氣化全過程的模擬計(jì)算,在物料平衡、化學(xué)平衡的前提下,分析了溫度、壓力、氣化劑量、反應(yīng)氣氛對反應(yīng)產(chǎn)物參數(shù)的影響:溫度的升高使得生物油分解更為徹底,目標(biāo)產(chǎn)物H_2、CO含量增加;反應(yīng)產(chǎn)物中H_2、CO含量與壓力的增加成反比;選用O_2和H_2O作為氣化劑時(shí),較小的量較為適宜;CO_2作為生物油的氣化劑是較好的選擇。 最后,在固定床氣化系統(tǒng)上對生物油在不同的實(shí)驗(yàn)條件(反應(yīng)溫度、載氣流量、反應(yīng)氣氛、在生物油中加入水)下的熱解氣化反應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,并與模擬結(jié)果加以比較,綜合比較之后得到生物油氣化的較優(yōu)反應(yīng)條件:800℃為實(shí)驗(yàn)條件下熱解最佳溫度;75ml/min的N_2氣體流量為熱解反應(yīng)提供了最佳停留時(shí)間;O_2不適宜作為外熱式氣化系統(tǒng)的氣化劑,用于工業(yè)應(yīng)用時(shí),也應(yīng)選擇較小的量;CO_2氣氛下,CO產(chǎn)量有較大增加,H_2產(chǎn)量基本不變,因而是較優(yōu)氣化劑;熱解氣成分主要來自于生物油中不溶于水的大分子有機(jī)物。
【關(guān)鍵詞】：生物油 氣化 Aspen Plus 固定床
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TQ511
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 緒論8-18
• 1.1 課題背景8-10
• 1.2 生物油特性及其應(yīng)用10-13
• 1.3 生物油氣化制備合成氣及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.4 本課題的研究目的及研究內(nèi)容16-18
• 2 生物油熱解及燃燒機(jī)理研究18-33
• 2.1 熱重分析儀介紹18-20
• 2.2 生物油熱解及燃燒特性20-23
• 2.3 熱解及燃燒反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)分析23-28
• 2.4 熱解過程的TG-FTIR 分析28-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 3 基于ASPEN PLUS 軟件的生物油氣化過程模擬33-54
• 3.1 軟件介紹33-35
• 3.2 模型建立35-39
• 3.3 模型計(jì)算結(jié)果及分析（不同因素對產(chǎn)物分布的影響）39-52
• 3.4 本章小結(jié)52-54
• 4 生物油氣化制備合成氣的實(shí)驗(yàn)研究54-68
• 4.1 實(shí)驗(yàn)方法54-56
• 4.2 氣體產(chǎn)物特性的分析方法和分析儀器56-58
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論58-66
• 4.4 本章小結(jié)66-68
• 5 全文總結(jié)與展望68-71
• 5.1 全文總結(jié)68-70
• 5.2 建議與展望70-71
• 致謝71-73
• 參考文獻(xiàn)73-76

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李延吉;姜璐;鄒科威;趙寧;李玉龍;李潤東;池涌;;基于aspen plus的垃圾衍生燃料熱解模擬與實(shí)驗(yàn)[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2013年09期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張謀;富鈣生物油脫硫脫硝機(jī)理研究[D];華中科技大學(xué);2012年

2 李龍之;微波輻照下生物質(zhì)熱解氣定向轉(zhuǎn)化合成氣研究[D];山東大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 胥廣福;生物質(zhì)熱解與氟氯遷徙規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2009年

2 趙寧;垃圾衍生燃料熱解特性實(shí)驗(yàn)研究[D];沈陽航空航天大學(xué);2012年

3 劉倩;生物油提質(zhì)及副產(chǎn)物醋酸鈣鎂鹽性能研究[D];大連理工大學(xué);2012年

4 徐健;煤氣化特性及氮的遷徙規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：生物質(zhì)熱解油氣化實(shí)驗(yàn)與模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：391614