化石能源具有不可再生性,石油的低儲量、高消費形勢使石油資源的短缺問題日益嚴重。生物質(zhì)作為唯一可再生碳源,被認為是一種清潔的可再生能源。通過快速熱解可將低能量密度的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高能量密度的生物油,實現(xiàn)了對生物質(zhì)資源的最大利用,也讓儲藏運輸更加便捷。將生物油與重油共催化裂化可以高效地利用生物油,為生物質(zhì)的處理開辟合理的路徑,緩解石油催化裂化原料短缺的問題,具有很好的經(jīng)濟和環(huán)境效益。本文首先對生物質(zhì)流化床快速熱解過程進行計算流體力學（Computational Fluid Dynamics,CFD）模擬,將CFD模擬結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)對比驗證所建立的CFD模型,然后探究了在673 K、723 K、773 K、823 K、873 K、923 K、973 K、1023 K、1073 K九個熱解溫度下生物質(zhì)熱解產(chǎn)物的產(chǎn)率變化。模擬結(jié)果顯示在823 K時,生物油產(chǎn)率最高,因此以該數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)構(gòu)建Aspen Plus熱解反應模型。通過構(gòu)建Aspen Plus模型,建立了包括生物質(zhì)預處理、流化床快速熱解反應器、反應產(chǎn)物分離冷凝等模塊的生物質(zhì)快速熱解過程流程模擬,將823 K的CFD熱解模擬結(jié)果輸入流化床快速熱... 

【文章來源】：西安石油大學陜西省

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

反應途徑示意圖

第二章生物質(zhì)快速熱解流化床反應器的CFD模擬191/3234056780.13122-0.65003+11.11336-80.88137+318.81223-709.18003+892.86673-592.90692+161.69382bbbbbcpbpbbbbbcYYYYYYddYYYY=+(2-50)773K時：1/3234056780.12531-1.92229+30.01474-214.16915+820.39948-1778.14393+2184.13549-1416.317+376.87491bbbbbcpbpbbbbbcYYYYYYddYYYY=+(2-51)823K時：(())1/3201.0/16.276110.83825-4.43791bcpbbbpbcYYdYYd=+(2-52)873K時：(())1/3201.0/22.9249617.22186-4.70282bcpbbbpbcYYdYYd=+(2-53)923K時：(())1/3201.0/30.0275223.04-5.98713bcpbbbpbcYYdYYd=+(2-54)973K時：(())1/3201.0/34.8115622.51799-11.29332bcpbbbpbcYYdYYd=+(2-55)1023K時：(())1/3201.0/46.516634.85532-10.66087bcpbbbpbcYYdYYd=+(2-56)1073K時：(())1/3201.0/56.18141.505-13.675bcpbbbpbcYYdYYd=+(2-57)其中dp0是生物質(zhì)的初始粒徑。在不同溫度下的顆粒縮徑效果(dp/dp0)如圖2-2所示了。顯然，隨著溫度的升高，粒徑減少的速率更快。圖2-2不同溫度下顆粒粒徑的變化

西安石油大學碩士學位論文202.2模擬體系和設置該模擬體系是Xue等[59]報道的紅橡木屑在鼓泡流化床內(nèi)的快速熱解，采用該模擬體系是由于試驗和CFD模擬均有報道，且CFD模擬所需的大部分條件都得到了合理的提供。對流化床進行二維模擬，如圖2-3所示。物理特性與模擬條件與本課題組先前的工作相同[60]，如表2-2所示。這些參數(shù)很好地描述了實驗體系，并為之前研究中的同一模擬體系提供了合理的預測結(jié)果[57,61,62,59,63]。圖2-3流化床的計算結(jié)構(gòu)表2-2物理性質(zhì)與模擬條件流化床寬，mm38.1高，mm342.9生物質(zhì)入口中心高度，mm170生物質(zhì)入口長度，mm7.3生物質(zhì)相直徑，μm325生物質(zhì)密度，kg/m3400生物炭密度，kg/m3120生物質(zhì)原料熱容，J/(kg·K)1300生物炭熱容，J/(kg·K)1100生物原料導熱系數(shù)，W/(m·K)0.3生物炭導熱系數(shù)，W/(m·K)0.1恢復系數(shù)0.97入口溫度，K300入口流量，g/h100

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本文編號：3063519