【摘要】：生物質(zhì)是一種可再生能源,我國(guó)生物質(zhì)資源量巨大卻沒(méi)有得到有效利用同時(shí)還造成了一些環(huán)境問(wèn)題。生物質(zhì)等離子體熱解被認(rèn)為是一種可以高效利用生物質(zhì)資源的方法。然而生物質(zhì)由于密度小、動(dòng)性差、熱值低及粘性強(qiáng)等特點(diǎn),在傳統(tǒng)的反應(yīng)器當(dāng)中不易流化或需大量空氣,不能實(shí)現(xiàn)真正的熱解或氣化燃燒。噴動(dòng)-流化床具有氣固接解效率好、循環(huán)效率高的優(yōu)點(diǎn),生物質(zhì)在噴動(dòng)-流化床中可以實(shí)現(xiàn)良好的循環(huán)。本課題聯(lián)合了等離子體、噴動(dòng)-流化床、生物質(zhì)各自特點(diǎn),設(shè)計(jì)并建立了一套生物質(zhì)等離子體噴動(dòng)-流化床熱解裝置,對(duì)裝置在常溫下的主要流體力學(xué)參數(shù),等離子體狀態(tài)下物料在裝置內(nèi)的流動(dòng)情況、磨損情況,裝置內(nèi)軸向高度和徑向?qū)挾壬系臏囟确植歼M(jìn)行了測(cè)試研究。通過(guò)加入石英砂和改變輔助氣體流量,測(cè)試不同工況下裝置內(nèi)的溫度分布情況,分析體系能量分布情況。 研究結(jié)果顯示,噴動(dòng)-流化床常溫下的主要流體力學(xué)參數(shù)與噴動(dòng)床趨勢(shì)基本一致,最大噴動(dòng)高度隨粒徑的增大而減小,床體與靜壓箱的共同壓降要大于噴動(dòng)床的單獨(dú)壓降。文章整理出適合本裝置的最小噴動(dòng)速度關(guān)聯(lián)式,作為進(jìn)一步研究的參考。在等離子體狀態(tài)下裝置內(nèi)的溫度測(cè)試顯示,反應(yīng)裝置的平均溫度為897K,其中上部溫度混合較為均勻,各徑向?qū)挾壬蠝囟忍荻容^小,而底部溫度徑向方向上溫度梯度較大。加入石英砂可以使裝置內(nèi)溫度更為均勻,尤其是可以有效地提高裝置底部溫度。輔助氣體的加入使裝置內(nèi)溫度有所降低,但是總體上下降幅度不大。能量平衡計(jì)算顯示,本裝置用于熱解反應(yīng)的能量約占總輸入能量的38%。 同時(shí),本課題對(duì)等離子體噴動(dòng)-流化床的工作溫度、顆粒循環(huán)速率、加熱速率以及生物質(zhì)等離子體噴動(dòng)-流化床熱解模型進(jìn)行了計(jì)算。計(jì)算結(jié)果顯示等離子體的工作溫度約為4000K,顆粒循環(huán)速率為0.72kg/h,生物質(zhì)表面加熱到等離子體火焰界面溫度所需時(shí)間大約為0.025s。生物質(zhì)等離子體熱解模型計(jì)算結(jié)果表明熱解物料處于高溫區(qū)域或顆粒粒徑較小時(shí)容易達(dá)到較好的熱解效果,而采用噴動(dòng)-流化床作為反應(yīng)器有利于物料直接輸送到等離子體高溫區(qū)域并使顆粒熱解完全。
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TK6

【參考文獻(xiàn)】

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1 何孝軍,孫天軍,邱介山,趙宗彬,周穎,郭淑紅,馬騰才;煤的水蒸氣等離子體氣化初步研究[J];大連理工大學(xué)學(xué)報(bào);2004年03期

2 唐蘭,黃海濤,吳創(chuàng)之;等離子體熱解處理廢輪胎實(shí)驗(yàn)研究[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2004年06期

3 劉玲;葉京生;宋繼田;;噴動(dòng)流化床造粒實(shí)驗(yàn)研究[J];干燥技術(shù)與設(shè)備;2006年02期

4 張東利,張維蔚,張曉蕾,史宇峰;帶導(dǎo)流管的噴動(dòng)流化床的研究進(jìn)展[J];化工進(jìn)展;2005年05期

5 袁振宏;羅文;呂鵬梅;王忠銘;李惠文;;生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J];化工進(jìn)展;2009年10期

6 唐鳳翔,張濟(jì)宇;噴動(dòng)流化床最小噴動(dòng)流化速度的多因素影響與關(guān)聯(lián)[J];化工學(xué)報(bào);2004年07期

7 張懷清;薛惠芳;田振勇;;充氣噴動(dòng)床流體力學(xué)性能的研究(Ⅰ)[J];化工冶金;1991年02期

8 毛元夫,顏涌捷;噴動(dòng)流化床的最小噴動(dòng)流化速度和床層壓降[J];化工冶金;1999年02期

9 薛惠芳,王國(guó)勝,王紅心,張翔;環(huán)形區(qū)充氣噴動(dòng)床的傳熱性能[J];化工冶金;1998年03期

10 唐蘭;黃海濤;郝海青;王歡;王云鶴;朱赤暉;;廢輪胎粉等離子體熱解過(guò)程中硫的分布與轉(zhuǎn)化初步研究[J];環(huán)境污染與防治;2010年03期

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本文編號(hào)：2678508