隨著科技的進(jìn)步,能源緊缺和環(huán)境污染的問題也隨之日益嚴(yán)重,因此,世界各國(guó)都在尋求低污染、可再生的高效能源。生物質(zhì)作為地球上存在最廣泛的可再生能源,具有產(chǎn)量大、易儲(chǔ)存和清潔性等眾多優(yōu)點(diǎn)。通過生物質(zhì)氣化技術(shù)可將生物質(zhì)有效轉(zhuǎn)化成氫氣、一氧化碳等替代燃料,具有良好的發(fā)展?jié)摿�。本文�?chuàng)新性地設(shè)計(jì)了一款自供熱式水氣補(bǔ)給氣化爐,通過Fluent仿真,優(yōu)化氣化爐的設(shè)計(jì)方案,并基于Aspen Plus軟件完成了氣化過程模擬以及實(shí)驗(yàn)研究,為生物質(zhì)氣化制氫提供有力的理論依據(jù),為工程應(yīng)用提供參考。具體研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:1)本文首先對(duì)氣化爐裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),Fluent仿真結(jié)果表明,采用雙側(cè)進(jìn)氣單側(cè)排氣的方式,氣流速度均勻性好。對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果表明該方案氣化過程燃燒穩(wěn)定性好,說明Fluent的氣化仿真過程準(zhǔn)確度高。2)基于Aspen Plus軟件進(jìn)行氣化過程模擬,探究氣化試驗(yàn)的參數(shù)設(shè)計(jì)。仿真結(jié)果表明氣化溫度、蒸氣流速、通氣速率、生物炭添加量以及燃燒室壓力對(duì)生物質(zhì)氣化產(chǎn)生的混合氣各組分產(chǎn)率有影響,其中,氣化溫度的影響最為顯著,氣化溫度在700 ℃左右,最有利于H2的生成。考慮到生物質(zhì)氣化系統(tǒng)的能耗、制造... 

【文章來源】：福州大學(xué)福建省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：94 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２氣化爐類型??Ｆｉｇ．?１－２?Ｆｙｐｅ?ｏｆ?ｇａｓｉｆｉｅｒ??３??

溫度傳感器分別通過導(dǎo)線將實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)傳遞到四通道無紙記錄儀，然后通過４８５??通訊線將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳遞到電腦的上位機(jī)，分別用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)室上、中、下三個(gè)位置的??溫度。氣化爐反應(yīng)室結(jié)構(gòu)如圖２－５所示。??根據(jù)氣化過程反應(yīng)室內(nèi)發(fā)生的不同熱化學(xué)反應(yīng)，可形成千燥層、熱分解層、還原層以??及氧化層。通常干燥層的高度為０．１？〇．３ｍ、熱分解層一般取０．３？２．０?ｍ、還原層一般取??０．１８？０．３?ｍ、氧化層一般�。埃保�？０．３?ｍ［６４］，因此，氣化爐反應(yīng)室的高度應(yīng)２０．７６?ｍ，為了??保證氣化完全，又要避免因?yàn)闅饣癄t過高而影響操作，初步將氣化爐反應(yīng)室部分高度確定??為１．０?ｍ。為了保證每次氣化反應(yīng)過程中氣化爐反應(yīng)室的裝載容量為１．０?ｋｇ左右，以一定粒??徑的龍眼殼生物質(zhì)進(jìn)行測(cè)算得到反應(yīng)室內(nèi)部容積０．００７？０．００８?ｍ３，則可計(jì)算出反應(yīng)室內(nèi)徑ｄ??為：??ｄ?＝?２．［＾?（２－１）??＼Ｈｎ??式中：Ｈ—為氣化爐反應(yīng)室高度，ｍ；??Ｖ—為氣化爐反應(yīng)室內(nèi)部容積，ｍ３；??ｄ—為氣化爐反應(yīng)室內(nèi)徑

３）氣化爐爐底的設(shè)計(jì)??氣化爐爐底為爐灰室也是混合氣的空冷室，由于爐底部分沒有隔熱層，直接與外界空??氣接觸，當(dāng)混合氣經(jīng)過爐底時(shí)，混合氣中的部分水蒸氣會(huì)冷凝在爐底。爐底結(jié)構(gòu)如圖２－６??所示，主要由爐灰室、側(cè)排氣閥、底部出灰口三部分組成。爐灰室側(cè)排氣閥是對(duì)稱布置的，??下方的底部排氣閥采用錐形設(shè)計(jì)，在不作為排氣口時(shí)，更有利于灰分與水氣的排出。爐灰??室下方由三角圓柱支撐座進(jìn)行支撐。??１??／＾丄??■?＾?．?ｊ?ｙ??＾?＼ｊ＿??Ｗ??１、爐灰室：２、側(cè)排氣閥；３、底部排氣閥??圖２－６爐底結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．２－６?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｆｕｒｎａｃｅ?ｂｏｔｔｏｍ??反應(yīng)室與爐頂、爐底間均設(shè)有連接法蘭，由于該氣化爐氣化過程內(nèi)部氣壓較低，裝配??時(shí)先通過對(duì)稱的兩個(gè)定位螺栓進(jìn)行定位，再由快速夾緊器進(jìn)行連接，兩相接的連接法蘭間??均設(shè)有耐高溫密封墊圈，即可確保氣化爐的密封性能。快速夾緊器結(jié)構(gòu)如圖２－７所示。??１７??

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3414803