發(fā)布時間：2021-08-16 23:11

　　近年來隨著人們生活質量的提高,人類對于能源的依賴性越來越強,每年的能耗增長率逐年上升,目前許多學者和技術人員努力尋找傳統(tǒng)能源的替代品。我國擁有豐富的生物質資源,因此生物質氣化發(fā)電技術已成為發(fā)展可再生能源的新型技術之一。本課題結合最新技術——等離子體技術和噴動-流化床技術,協(xié)同應用于生物質熱解氣化的研究中,并利用ASPEN PLUS化工流程軟件模擬生物質氣化系統(tǒng)及燃氣發(fā)電系統(tǒng)的工藝流程。分別針對空氣、氧氣、水蒸氣-氧氣三種氣化情況,探討了不同的影響因素對合成氣結果的影響,同時利用軟件建立以燃氣輪機M701F（50Hz）型為熱電轉化設備的發(fā)電模型。最后,對氣化系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)進行了能量分析與火用分析,分析等離子體技術的發(fā)展優(yōu)勢所在。主要研究工作如下:本課題進行了等離子體噴動-流化床的常溫流態(tài)化測試與熱解氣化實驗研究,常溫下針對兩種不同類型分布板進行實驗,從最小噴動速度和最大床層壓降兩個角度,測試與分析噴動-流化床的裝置性能;在熱解氣化實驗中,探究了不同因素對熱解合成氣的組分、產(chǎn)氣速率、產(chǎn)氣量的影響。其次,利用ASPEN PLUS化工通用流程軟件,搭建等離子體噴動-流化床熱解生物質的流程模型,... 

【文章來源】：廣州大學廣東省

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 立題背景與研究內容
    1.1 生物質利用技術及現(xiàn)狀
        1.1.1 生物質的概念
        1.1.2 生物質資源狀況及能源轉換技術
        1.1.3 生物質熱解氣化技術的應用和研究
    1.2 氣固噴動-流化床技術基礎
        1.2.1 氣固噴動-流化床發(fā)展背景
        1.2.2 氣固噴動-流化床主要參數(shù)
        1.2.3 氣固噴動-流化床的熱解研究進展
    1.3 等離子體熱解技術基礎
        1.3.1 等離子體的概念和分類
        1.3.2 低溫等離子體反應器
        1.3.3 等離子體熱解技術的研究進展
    1.4 熱解氣化的數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
        1.4.1 國內研究現(xiàn)狀
        1.4.2 國外研究現(xiàn)狀
    1.5 課題的研究內容
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究內容
        1.5.3 本課題創(chuàng)新點
    1.6 小結
第二章 實驗設計與數(shù)值模擬的介紹
    2.1 等離子噴動-流化床熱解裝置
        2.1.1 等離子體發(fā)生裝置
        2.1.2 噴動-流化床反應器
        2.1.3 螺旋進料器
        2.1.4 氣體收集
        2.1.5 固體收集
    2.2 采樣與制備
        2.2.1 生物質物料
        2.2.2 石英砂
    2.3 實驗的設計
        2.3.1 等離子體噴動-流化床的冷態(tài)實驗
        2.3.2 等離子體噴動-流化床的熱解氣化實驗
    2.4 分析系統(tǒng)
        2.4.1 氣相色譜儀
        2.4.2 Aglient數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
    2.5 Aspen Plus簡介
        2.5.1 Aspen Plus特點和功能
        2.5.2 吉布斯最小自由能原理
    2.6 小結
第三章 生物質等離子體噴動-流化床熱解氣化實驗研究
    3.1 等離子體噴動-流化床的常溫流態(tài)化測試與分析
        3.1.1 最小噴動速度
        3.1.2 最大床層壓降
    3.2 等離子體噴動-流化床熱解氣化實驗測試與分析
        3.2.1 實驗條件
        3.2.2 進料速率對氣體產(chǎn)物的影響
        3.2.3 水平輔助氣體對氣體產(chǎn)物的影響
        3.2.4 氣化劑（水蒸氣）加入對氣體產(chǎn)物的影響
    3.3 小結
第四章 等離子體噴動-流化床氣化的模型建立及結果分析
    4.1 模型建立與模型驗證
        4.1.1 生物質氣化的反應原理
        4.1.2 模型的建立
        4.1.3 模型的驗證
    4.2 氣化的主要評價參數(shù)及影響因素
        4.2.1 氣體熱值
        4.2.2 氣體產(chǎn)率
        4.2.3 氣化效率
        4.2.4 影響因素
    4.3 不同氣化劑下的氣化模擬研究
        4.3.1 空氣為氣化劑的模擬及影響因素分析
        4.3.2 氧氣為氣化劑的模擬及影響因素分析
        4.3.3 水蒸氣-氧氣為氣化劑的模擬及影響因素分析
    4.4 相同條件下不同氣化劑的氣化模擬分析
        4.4.1 不同氣化劑對2體積分數(shù)的影響
        4.4.2 不同氣化劑對體積分數(shù)的影響
        4.4.3 不同氣化劑對CO2體積分數(shù)的影響
        4.4.4 不同氣化劑對4體積分數(shù)的影響
        4.4.5 不同氣化劑對2體積分數(shù)的影響
        4.4.6 不同氣化劑對氣體熱值的影響
        4.4.7 不同氣化劑對氣體產(chǎn)率的影響
        4.4.8 不同氣化劑對氣化效率的影響
    4.5 小結
第五章 燃氣發(fā)電的模型分析與系統(tǒng)熱力學分析
    5.1 燃氣發(fā)電系統(tǒng)的原理及特點
    5.2 模型設計
        5.2.1 建立模型
        5.2.2 流程描述
        5.2.3 物性方法
    5.3 燃氣輪機的參數(shù)計算
        5.3.1 燃氣輪機的設計參數(shù)計算
        5.3.2 M701燃氣輪機的性能參數(shù)計算
    5.4 模型驗證
    5.5 模擬結果
        5.5.1 實例模擬結果
        5.5.2 最佳操作條件下的模擬結果
    5.6 能量分析與火用分析
        5.6.1 能量分析
        5.6.2 火用分析
        5.6.3 能量效率及火用效率
    5.7 氣化系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)的熱力學分析
        5.7.1 計算條件
        5.7.2 物流的能量值和火用值
        5.7.3 氣化系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)的效率比較
    5.8 小結
第六章 總結與展望
    6.1 主要結論
    6.2 問題和展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3346558