【摘要】：傳統(tǒng)能源資源儲量的不斷減少以及環(huán)境狀況的日益惡化已經(jīng)引起了廣泛傳播的人類危機感,不論是從國家或者個人的需求角度出發(fā),發(fā)展低污染環(huán)境友好型可再生新能源已到了刻不容緩的地步。 作為唯一可以直接轉(zhuǎn)化為液體燃料的新能源品種生物質(zhì)原料,其開發(fā)利用已經(jīng)獲得了各界關(guān)注,其發(fā)展速度也令世人稱奇。本文在分析了大量相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上,結(jié)合小型生物質(zhì)氣流床氣化裝置,建立了生物質(zhì)氣化合成二甲醚燃料的熱力學(xué)模型,開展了氣化合成耦合系統(tǒng)的優(yōu)化模擬、氣化氣凈化處理等方面的研究。 選取了十種常見的原料包括糧食作物、林業(yè)植物、棉麻類作物、藻類、有機廢棄物以及傳統(tǒng)煤等,運用Gibbs自由能法進行了模擬氣化研究。發(fā)現(xiàn)過高的0含量會造成生物質(zhì)原料的最佳氣化溫度相較于煤偏低,比一般的陸生植物擁有更高的H含量和較低的0含量的微藻在這方面表現(xiàn)稍好。CO2和水蒸氣添加劑在高溫氣化條件下對有效氣含量的影響不明顯,但是可以起到調(diào)節(jié)氫碳比的作用。 為了探究適合生物質(zhì)原料氣化合成二甲醚的工藝流程,本文選擇了四種路徑進行了模擬分析研究。經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn)隨著氣化溫度的升高系統(tǒng)效率存在峰值,過高或過低的氣化劑量都會影響二甲醚的產(chǎn)率。同時還發(fā)現(xiàn)壓縮功消耗對系統(tǒng)效率影響在1.2%左右,且烘焙預(yù)處理可以提高系統(tǒng)效率1.9%并增產(chǎn)二甲醚6%。通過與無變換流程的比較,還發(fā)現(xiàn)設(shè)置變換環(huán)節(jié)可以有效降低氣化過程的有效能損失。 在對生物質(zhì)高溫氣化氣中硫化物含量進行實驗研究時發(fā)現(xiàn),硫化物含量在1000℃以下時會有峰值出現(xiàn),隨著溫度繼續(xù)升高則急速下降,說明高溫有利于污染物的脫除；當(dāng)氣化劑O2的通入量增加時,則硫化物含量增加,可見在允許的情況下減少氣化劑的量有利于減少硫化物排放形成。另外對活性炭干法脫除微量H2S氣體的實驗表明,通過提供堿性表面水膜環(huán)境以及適合的活性中心可以增加活性炭的硫容,使之擁有更好的脫除特性。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TK6

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本文編號：2608237