近年來在能源與環(huán)境的雙重壓力下,生物質(zhì)能源的開發(fā)利用受到世界各國廣泛關(guān)注。中國有豐富的農(nóng)林廢棄物資源,每年可作為燃料使用的農(nóng)林廢棄物達6億噸,折合3.5億噸標準煤。隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展和造林面積的擴大,生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換為能源的潛力可達10億噸。如何合理的利用生物質(zhì)能源就顯得格外重要。利用生物質(zhì)催化熱解制氣有良好的環(huán)境效益和能源潛力,是非常有前景的利用方法。以農(nóng)林廢棄物中常見代表物,瓜子殼和木屑為生物質(zhì)原料進行實驗研究。首先對熱重實驗數(shù)據(jù)進行除噪處理,應用DAEM模型對木屑進行動力學分析;應用高斯擬合-Friedman法對瓜子殼進行動力學分析。然后又分別應用遺傳算法（GA）、非線性最小二乘法（NLS）、高斯擬合-遺傳算法（GGA）三種方法,對瓜子殼熱解動力學參數(shù)進行了優(yōu)化求解,通過比較三種算法的模擬數(shù)據(jù)和實驗數(shù)據(jù)偏差度等因素發(fā)現(xiàn)GGA算法最優(yōu)。再之后采用GGA算法對木屑和加入不同比例Fe₂O₃的木屑分別進行動力學優(yōu)化,探究Fe₂O₃對生物質(zhì)熱解活化能的影響。利用FTIR分析技術(shù)對木屑熱解氣態(tài)產(chǎn)物進行了定性分析,... 

【文章來源】：華北理工大學河北省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
引言
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 農(nóng)林廢棄物熱解氣化技術(shù)研究進展
        1.2.1 生物質(zhì)熱解氣化影響因素
        1.2.2 添加劑對熱解的影響
        1.2.3 現(xiàn)有熱解氣化設備
        1.2.4 生物質(zhì)氣化模擬研究的現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 實驗原料與試驗方法
    2.1 實驗原料
    2.2 實驗設備與實驗方法
    2.3 實驗數(shù)據(jù)處理
        2.3.1 熱解實驗數(shù)據(jù)平滑處理
        2.3.2 埃爾米特插值法
    2.4 瓜子殼及木屑的失重過程分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 熱解動力學分析
    3.1 熱解動力學基本方程
    3.2 熱解常用機理函數(shù)
    3.3 常用熱解動力學求解辦法
        3.3.1 積分型動力學分析方法
        3.3.2 微分型動力學分析方法
    3.4 木屑與瓜子殼動力學分析
        3.4.1 木屑動力學分析
        3.4.2 瓜子殼動力學分析
    3.5 基于遺傳算法的動力學參數(shù)優(yōu)化
        3.5.1 遺傳算法簡介
        3.5.2 動力學模型
        3.5.3 遺傳算法的實現(xiàn)與結(jié)果
        3.5.4 應用高斯擬合改進遺傳算法(GGA)
        3.5.5 遺傳算法與非線性最小二乘法擬合的比較
        3.5.6 GGA模型對木屑的動力學求解
    3.6 本章小結(jié)
第4章 木屑熱解氣相產(chǎn)物特性
    4.1 木屑熱解產(chǎn)物FTIR分析
        4.1.1 FTIR光譜技術(shù)原理
        4.1.2 木屑熱解氣相產(chǎn)物FTIR分析
    4.2 TG-MS分析Fe2O3的催化作用
        4.2.1 熱解特性綜合分析
        4.2.2 質(zhì)譜結(jié)果分析
    4.3 本章小結(jié)
第5章 基于Aspen Plus平臺對木屑熱解模擬與分析
    5.1 Aspen Plus簡介
    5.2 最小吉布斯(Gibbs)自由原理
    5.3 建立模型
        5.3.1 模型假設
        5.3.3 模擬流程的建立及思路
    5.4 模型驗證
    5.5 氣態(tài)產(chǎn)物評價
        5.5.1 熱解氣低位熱值
        5.5.2 相關(guān)參數(shù)的設定及說明
        5.5.3 熱解產(chǎn)氣率
        5.5.4 熱解溫度對熱解氣的影響
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
導師簡介
作者簡介
學位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
[1]生物質(zhì)快速熱解制取生物油研究現(xiàn)狀探析[J]. 李文斌,鄭志鋒,鄭云武,盧怡,黃元波.  西南林業(yè)大學學報(自然科學). 2019(04)
[2]生物質(zhì)熱解反應裝置研究現(xiàn)狀及展望[J]. 姬文心,曾鳴,叢宏斌,姚宗路,孟海波,趙立欣.  生物質(zhì)化學工程. 2019(03)
[3]農(nóng)林廢棄物高效循環(huán)利用模式與效益分析[J]. 叢宏斌,趙立欣,孟海波,姚宗路,賈吉秀,袁艷文,霍麗麗,吳雨濃.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2019(10)
[4]雙流化床生物質(zhì)氣化的三維全循環(huán)數(shù)值模擬[J]. 孔大力,羅坤,林俊杰,王帥,胡陳樞,李德波,樊建人.  化工學報. 2019(08)
[5]生物炭負載Ca和Fe催化玉米秸稈熱解揮發(fā)分重整提高產(chǎn)氣率[J]. 龐赟佶,劉心明,陳義勝,許月,沈勝強.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2019(03)
[6]高斯函數(shù)擬合參數(shù)選取標準的確定[J]. 張瑞辰,劉雁春,邊少鋒.  海洋測繪. 2018(03)
[7]外加熱式生物質(zhì)連續(xù)熱解設備燃氣凈化系統(tǒng)的研究[J]. 蘭珊,趙立欣,姚宗路,叢宏斌,郭占斌.  現(xiàn)代化工. 2018(05)
[8]我國林業(yè)剩余物資源、利用現(xiàn)狀及建議[J]. 段新芳,周澤峰,徐金梅,田野,王瑞.  中國人造板. 2017(11)
[9]基于ASPEN PLUS的煙氣氣氛下生物質(zhì)氣化模擬[J]. 劉聯(lián)勝,趙榮煊,王高月,楊楠楠,王東計.  農(nóng)業(yè)機械學報. 2017(06)
[10]調(diào)理脫水污泥的熱解特性及動力學分析[J]. 徐新宇,楊家寬,宋健,時亞飛,虞文波,酈超,何姝,吳旭,梁莎.  環(huán)境化學. 2016(05)

博士論文
[1]鈣鐵氧化物對污泥熱解痕量元素釋放及熱解油芳香化的影響研究[D]. 韓亨達.華中科技大學 2018
[2]農(nóng)林廢棄物熱溶萃取提質(zhì)機理及其產(chǎn)物高效利用研究[D]. 朱賢青.華中科技大學 2018
[3]基于組分的生物質(zhì)熱分解及交互作用機制研究[D]. 辛善志.華中科技大學 2014
[4]森林可燃物熱解動力學及燃燒性研究[D]. 牛慧昌.中國科學技術(shù)大學 2014
[5]亞熱帶典型生物質(zhì)資源熱裂解過程研究[D]. 謝清若.廣西大學 2014
[6]基于組分的生物質(zhì)熱裂解機理研究[D]. 劉倩.浙江大學 2009
[7]生物質(zhì)熱解的物理化學模型與分析方法研究[D]. 陳海翔.中國科學技術(shù)大學 2006

碩士論文
[1]低焦油、高熱值農(nóng)村秸稈氣化技術(shù)的開發(fā)與應用[D]. 楊肖.天津大學 2010
[2]堿金屬/堿土金屬對生物質(zhì)熱解特性影響的實驗研究[D]. 李志遠.華中科技大學 2008



本文編號：3198321