【摘要】：本文根據(jù)生物質(zhì)固定床氣化原理，開(kāi)發(fā)了固定床生物質(zhì)氣化一維瞬態(tài)數(shù)學(xué)模型，模型中采用了兩步熱解機(jī)制，其中一次熱解焦油再次裂解為二次焦油和可燃?xì)怏w。模型利用質(zhì)量和能量守恒連同有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)速率和物理運(yùn)輸過(guò)程來(lái)描述氣化爐內(nèi)復(fù)雜化學(xué)與物理過(guò)程，，通過(guò)模擬計(jì)算來(lái)預(yù)測(cè)氣體摩爾分?jǐn)?shù)和溫度沿氣化爐軸向分布，編程應(yīng)用Fortran語(yǔ)言，數(shù)據(jù)處理使用軟件Tecplot。 研究了上吸式固定床空氣氣化，氣化介質(zhì)溫度從300K-750K工況下，氣固相溫度和氣體摩爾分?jǐn)?shù)沿氣化爐軸向的分布和氣化介質(zhì)溫度對(duì)氣化參數(shù)的影響，模擬結(jié)果表明氣化效率隨氣化介質(zhì)溫度的升高而升高，氣化介質(zhì)空氣溫度為450K，燃?xì)庖谎趸寄柗謹(jǐn)?shù)為15.46%，氫氣為5.27%，氣化效率為48.55%，氣化爐輸出功率37.95MJ/h，氣體熱值為4.31MJ/m3屬于低熱值氣體，燃?xì)庵薪褂秃枯^高為3.68%。對(duì)下吸式固定床氣化空氣氣化研究了氣化介質(zhì)溫度為300K下，供氣量3-15kg/h，模擬結(jié)果表明供氣量升高當(dāng)量比降低，當(dāng)量比為0.4時(shí)氣化效率最高，燃?xì)庵薪褂碗S著當(dāng)量比的升高而升高，最佳工況當(dāng)量比為0.4即供氣量為9kg/h，燃?xì)鉄嶂?.89MJ/m3，氣化效率為64.58%，氣化爐輸出功率88.59MJ/h，焦油摩爾分?jǐn)?shù)為0.892%，因此下吸式固定床氣化能很好的解決氣化焦油問(wèn)題。上吸式固定床高溫水蒸氣氣化研究了高溫水蒸氣溫度從1200-1800K，模擬結(jié)果表明氣化效率、燃?xì)鉄嶂岛洼敵龉β识茧S氣化介質(zhì)溫度的升高而升高。在水蒸氣溫度1500K下氣化燃?xì)鉄嶂禐?1.35MJ/m3，干燃?xì)庵袣錃獾哪柗謹(jǐn)?shù)達(dá)35%，高溫水蒸氣氣化可制取高濃度氫氣。在自供熱系統(tǒng)下，下吸式固定床氣化效率比上吸式固定床氣化效率提高8%-15%。
【圖文】：

化基本原理化機(jī)理分析解氣化簡(jiǎn)稱為生物質(zhì)氣化。所謂的生物質(zhì)氣化是指將固體或料的物理和熱化學(xué)變化過(guò)程。生物質(zhì)氣化過(guò)程的反應(yīng)機(jī)理十議，以三種學(xué)說(shuō)為主它們分別是：一氧化碳說(shuō)、還原說(shuō)和質(zhì)氣化隨氣化原料性質(zhì)、氣化劑種類、氣化爐類型、催化劑應(yīng)也有所不相同，但是這些氣化過(guò)程基本相似都包含干燥和氧化反應(yīng)四個(gè)部分。以上吸式固定床生物質(zhì)氣化爐中的氣化原理進(jìn)行分析如圖 2-1，因?yàn)樯衔綒饣癄t氣化過(guò)程分層比物質(zhì)氣化原理。

燃料的揮發(fā)分。（1） 氣化介質(zhì)空氣溫度 300K圖4.1 氣固相溫度隨氣化爐軸向的變化 圖4.2 氣體摩爾分?jǐn)?shù)隨氣化爐軸向的變化固相最高溫度 1335K，氣相最高溫度為 1294K；燃?xì)鉄嶂?4.34MJ/m3，氣化效率為 48.35%，氣化爐輸出功率 37.26MJ/h；主要?dú)怏w摩爾分?jǐn)?shù) CO：15.2%，H2：5.35%，CH4：1.64%；最終焦油摩爾分?jǐn)?shù)（包括未熱解的一次焦油和二次熱解焦油）Tar：3.7%。（2） 氣化介質(zhì)空氣溫度 450K固相最高溫度 1350K，氣相最高溫度為 1312K；燃?xì)鉄嶂?4.31MJ/m3，氣化效率為 48.55%
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TK6

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉向軍,徐旭常;稠密氣固兩相流動(dòng)過(guò)程模擬的改進(jìn)模型與應(yīng)用[J];動(dòng)力工程;2004年02期

2 張睿智;羅永浩;劉春元;殷仁豪;曹陽(yáng);;生物質(zhì)氣化過(guò)程中焦油的生成[J];工業(yè)加熱;2010年06期

3 曹湘洪;;我國(guó)生物能源產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的對(duì)策思考[J];化工進(jìn)展;2007年07期

4 栗冬;王輔臣;陳雪莉;林立;李甫;;稻草快速熱解產(chǎn)物氣流床氣化工藝流程模擬[J];化工進(jìn)展;2010年S1期

5 陳漢平;趙向富;米鐵;代正華;;基于ASPEN PLUS平臺(tái)的生物質(zhì)氣化模擬[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年09期

6 李大中;張瑞祥;韓璞;王臻;;基于熱化學(xué)平衡機(jī)理的生物質(zhì)氣化過(guò)程模型[J];節(jié)能技術(shù);2008年05期

7 白志剛;楊晨;;循環(huán)流化床氣固兩相流動(dòng)模擬[J];計(jì)算機(jī)仿真;2009年03期

8 蔣劍春;生物質(zhì)能源應(yīng)用研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J];林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè);2002年02期

9 車麗娜;王維新;李鵬;;上吸式生物質(zhì)汽化爐的建模和模擬[J];農(nóng)機(jī)化研究;2008年08期

10 孫永明,李國(guó)學(xué),張夫道,施晨璐,孫振鈞;中國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化現(xiàn)狀與發(fā)展戰(zhàn)略[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2005年08期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 王益群;生物質(zhì)在流化床中熱解過(guò)程的動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

2 王琦;生物質(zhì)快速熱裂解制取生物油及其后續(xù)應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2008年

3 李建芬;生物質(zhì)催化熱解和氣化的應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];華中科技大學(xué);2007年

4 高寧博;高溫過(guò)熱水蒸氣的制備及生物質(zhì)高溫氣化重整制氫特性研究[D];大連理工大學(xué);2009年

5 魯許鰲;生物質(zhì)和煤共氣化共燃的實(shí)驗(yàn)和機(jī)理研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 陳霍;戶用生物質(zhì)氣化爐傳熱模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2011年

2 王鐵柱;生物質(zhì)焦油催化裂解試驗(yàn)研究[D];浙江大學(xué);2003年

3 沈永兵;生物質(zhì)氣化制氫數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究[D];東南大學(xué);2006年

4 趙向富;生物質(zhì)流化床氣化實(shí)驗(yàn)研究與模擬[D];華中科技大學(xué);2006年

5 付鵬;典型生物質(zhì)氣化特性的實(shí)驗(yàn)研究與模擬[D];華中科技大學(xué);2007年

6 王紅梅;生物質(zhì)氣化過(guò)程建模與參數(shù)優(yōu)化研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2009年

7 張亞寧;生物質(zhì)氣化產(chǎn)氣的模擬及優(yōu)化研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2683041