【摘要】：本文根據(jù)生物質(zhì)固定床氣化原理，開發(fā)了固定床生物質(zhì)氣化一維瞬態(tài)數(shù)學模型，模型中采用了兩步熱解機制，其中一次熱解焦油再次裂解為二次焦油和可燃氣體。模型利用質(zhì)量和能量守恒連同有關(guān)的化學反應速率和物理運輸過程來描述氣化爐內(nèi)復雜化學與物理過程，，通過模擬計算來預測氣體摩爾分數(shù)和溫度沿氣化爐軸向分布，編程應用Fortran語言，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數(shù)沿氣化爐軸向的分布和氣化介質(zhì)溫度對氣化參數(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，燃氣一氧化碳摩爾分數(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，燃氣中焦油含量較高為3.68%。對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量比降低，當量比為0.4時氣化效率最高，燃氣中焦油隨著當量比的升高而升高，最佳工況當量比為0.4即供氣量為9kg/h，燃氣熱值5.89MJ/m3，氣化效率為64.58%，氣化爐輸出功率88.59MJ/h，焦油摩爾分數(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、燃氣熱值和輸出功率都隨氣化介質(zhì)溫度的升高而升高。在水蒸氣溫度1500K下氣化燃氣熱值為11.35MJ/m3，干燃氣中氫氣的摩爾分數(shù)達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】：

化基本原理化機理分析解氣化簡稱為生物質(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變化過程。生物質(zhì)氣化過程的反應機理十議，以三種學說為主它們分別是：一氧化碳說、還原說和質(zhì)氣化隨氣化原料性質(zhì)、氣化劑種類、氣化爐類型、催化劑應也有所不相同，但是這些氣化過程基本相似都包含干燥和氧化反應四個部分。以上吸式固定床生物質(zhì)氣化爐中的氣化原理進行分析如圖 2-1，因為上吸式氣化爐氣化過程分層比物質(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 氣體摩爾分數(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；燃氣熱值 4.34MJ/m3，氣化效率為 48.35%，氣化爐輸出功率 37.26MJ/h；主要氣體摩爾分數(shù) CO：15.2%，H2：5.35%，CH4：1.64%；最終焦油摩爾分數(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；燃氣熱值 4.31MJ/m3，氣化效率為 48.55%
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TK6

【參考文獻】

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本文編號：2683041