【摘要】：能耗大和環(huán)保危機(jī)是現(xiàn)在面臨的突出問題,使儲(chǔ)量大可再生低污染的生物質(zhì)能得到了越來越多的關(guān)注。生物質(zhì)氣化技術(shù)可以將生物質(zhì)原料轉(zhuǎn)化成可以直接利用的熱值產(chǎn)氣,因產(chǎn)物用途廣而受到大家青睞。但氣化技術(shù)也存在一些瓶頸,比如氣化劑制備成本較高、反應(yīng)溫度較高帶來的能耗大、氣化劑組分較為單一等,而富氧燃燒煙氣正是彌補(bǔ)氣化技術(shù)這些缺陷的良好氣化劑。本文以林業(yè)廢棄物資源木屑作為主要研究對(duì)象,將富氧燃燒煙氣作為氣化介質(zhì)探討了在復(fù)雜氣體成分下的生物質(zhì)氣化反應(yīng)特性。首先用煤氣分析儀監(jiān)測(cè)產(chǎn)氣,對(duì)木屑進(jìn)行純CO2氣化的實(shí)驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)引風(fēng)機(jī)出力在變頻器頻率為3Hz、木屑粒徑為60-100目、氣化劑中C摩爾流量與木屑中C摩爾流量為1:1時(shí),產(chǎn)氣擁有最大的熱值。另外,氣化劑進(jìn)入反應(yīng)器的方式對(duì)氣化產(chǎn)氣特性也有明顯的影響,因?yàn)檫M(jìn)入方式不同會(huì)導(dǎo)致氣化劑與生物質(zhì)混合效果和在反應(yīng)器中的停留時(shí)間的差異。其次,考慮溫度和生物質(zhì)種類等對(duì)純CO2氣化反應(yīng)的影響。研究發(fā)現(xiàn)溫度越高,氣體的產(chǎn)氣流量、熱值和碳轉(zhuǎn)化率越大,這與高溫下生物質(zhì)的反應(yīng)速率和反應(yīng)活性有所提升是分不開的。在900℃條件下,木屑?xì)饣漠a(chǎn)氣流量可達(dá)8.92L/min,熱值可達(dá)9.33KJ/m3,碳轉(zhuǎn)化率可達(dá)71.78%。另外,生物質(zhì)之間的氣化特性也有差異,其中木屑的氣化活性最高。最后進(jìn)行類富氧燃燒煙氣(以下均簡(jiǎn)稱“富氧燃燒煙氣”)氣氛下的氣化實(shí)驗(yàn)研究,分析富氧燃燒煙氣主要煙氣組分對(duì)氣化反應(yīng)的影響。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)富氧燃燒煙氣中氧含量為5%、水蒸氣含量為20%時(shí),產(chǎn)氣流量和碳轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大。煤與生物質(zhì)共氣化實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),共氣化的產(chǎn)氣中CO、CH4和H2的比重基本都高于兩者單獨(dú)氣化的疊加結(jié)果,這也使共氣化的產(chǎn)氣擁有更高的熱值。這主要是由于生物質(zhì)中堿金屬和堿土金屬對(duì)煤氣化反應(yīng)有促進(jìn)作用。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK6

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本文編號(hào)：2704976