生物質(zhì)作為綠色潔凈的可再生能源,具有良好的開發(fā)應(yīng)用前景。在無氧和中溫（500℃左右）條件下,通過快速熱解可以將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為熱解氣和炭粉,熱解氣再經(jīng)過快速冷凝獲得生物油和不凝性的可燃?xì)�。熱解氣的冷凝效果不僅影響生物油的產(chǎn)率和組成,而且對(duì)生物油的品質(zhì)也有重要影響�，F(xiàn)階段生物油最為經(jīng)濟(jì)的應(yīng)用方法是直接燃燒�；诖吮尘�,本學(xué)位論文通過分析生物油的理化特性、蒸發(fā)和燃燒特性、霧化特性以及生物質(zhì)熱解氣的性質(zhì),建立了生物油和熱解氣的模型化合物體系,并通過實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬技術(shù)研究了熱解氣冷凝和生物油燃燒特性。分析了生物油的元素組成、化學(xué)成分、以及水分、熱值、粘度、表面張力、比熱容和密度等物性參數(shù),并對(duì)測(cè)量方法進(jìn)行了介紹和總結(jié)；詳細(xì)地闡述了水分與熱值之間的關(guān)系以及生物油-低碳醇體系的粘度和表面張力隨溫度的變化情況；分析了不可冷凝氣的組成成分,并對(duì)其物性參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算。研究結(jié)果表明：生物油的碳含量較低、氧含量較高、氮和硫含量幾乎為零；水分含量約30%；稻殼生物油的干基熱值約為23.4MJ/kg。生物油-低碳醇體系的粘度隨著溫度增加逐漸降低并趨于恒定；生物油的表面張力與溫度呈線性遞減的關(guān)系；生物油-低碳醇體系的... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：164 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
第1章 緒論
    1.1 引言
        1.1.1 世界能源形勢(shì)
        1.1.2 我國能源形勢(shì)
    1.2 生物質(zhì)能概述
        1.2.1 生物質(zhì)種類及特點(diǎn)
        1.2.2 生物質(zhì)能利用技術(shù)
        1.2.3 生物質(zhì)能利用現(xiàn)狀
    1.3 生物質(zhì)熱解液化制備生物油
        1.3.1 生物質(zhì)熱解原理及技術(shù)
        1.3.2 生物質(zhì)熱解液化工藝過程
        1.3.3 生物質(zhì)熱解液化技術(shù)的發(fā)展
        1.3.4 生物油的利用途徑
    1.4 熱解氣冷凝
        1.4.1 熱解氣冷凝方式
        1.4.2 噴霧降膜冷凝機(jī)理
    1.5 生物油燃燒
        1.5.1 生物油燃燒特性
        1.5.2 生物油燃燒方式
    1.6 研究路線和內(nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第2章 生物油及不可冷凝氣的性質(zhì)
    2.1 引言
    2.2 生物油的化學(xué)組成
        2.2.1 生物油的元素組成
        2.2.2 生物油的組分分析
        2.2.3 生物油的平均分子量
    2.3 生物油的物性參數(shù)
        2.3.1 含水量和熱值
        2.3.2 粘度和表面張力
        2.3.3 比熱容和密度
        2.3.4 其他
    2.4 不可冷凝氣的組成及性質(zhì)
        2.4.1 不可冷凝氣的組成
        2.4.2 不可冷凝氣的性質(zhì)
    2.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第3章 生物油的熱重特性
    3.1 引言
    3.2 熱分析技術(shù)
        3.2.1 TG-DSC儀器及原理
        3.2.2 動(dòng)力學(xué)機(jī)理函數(shù)
        3.2.3 熱解動(dòng)力學(xué)參數(shù)的確定
    3.3 實(shí)驗(yàn)原料及條件
    3.4 升溫速率的影響
        3.4.1 生物油蒸發(fā)過程
        3.4.2 生物油燃燒過程
        3.4.3 動(dòng)力學(xué)參數(shù)及機(jī)理函數(shù)的確定
    3.5 載氣流量的影響
        3.5.1 生物油蒸發(fā)過程
        3.5.2 生物油燃燒過程
    3.6 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第4章 生物油的霧化特性
    4.1 引言
    4.2 霧化噴嘴簡介
        4.2.1 霧化機(jī)理
        4.2.2 霧化噴嘴
        4.2.3 霧化特性及其影響因素
        4.2.4 霧化性質(zhì)的測(cè)量方法
    4.3 生物油霧化實(shí)驗(yàn)
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)樣品
        4.3.2 實(shí)驗(yàn)裝置
        4.3.3 實(shí)驗(yàn)步驟及參數(shù)
    4.4 MATLAB算法
    4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.5.1 像素閾值
        4.5.2 轉(zhuǎn)速與生物油流量的關(guān)系
        4.5.3 霧化圖片整合
        4.5.4 轉(zhuǎn)速對(duì)霧化特性的影響
        4.5.5 溫度對(duì)霧化特性的影響
    4.6 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第5章 生物質(zhì)熱解氣模型
    5.1 引言
    5.2 可冷凝氣模型建立
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        5.2.2 建模方法
        5.2.3 元素組成及水分含量的對(duì)比
        5.2.4 TG-DSC曲線對(duì)比
    5.3 不可冷凝氣模型建立
    5.4 熱解氣模型化合物
    5.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第6章 熱解氣冷凝的工程模擬及實(shí)驗(yàn)研究
    6.1 引言
    6.2 軟件介紹
    6.3 工程模擬
    6.4 生物油分級(jí)冷凝實(shí)驗(yàn)
        6.4.1 實(shí)驗(yàn)材料及裝置
        6.4.2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)及方法
    6.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        6.5.1 油產(chǎn)率分析
        6.5.2 水產(chǎn)率分析
        6.5.3 熱值分析
        6.5.4 乙酸產(chǎn)率分析
    6.6 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第7章 生物油燃燒的實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值模擬
    7.1 引言
    7.2 實(shí)驗(yàn)原料
    7.3 生物油燃燒實(shí)驗(yàn)
        7.3.1 實(shí)驗(yàn)裝置及方法
        7.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
    7.4 計(jì)算流體力學(xué)
        7.4.1 控制方程
        7.4.2 k-ε模型
        7.4.3 燃燒模型
        7.4.4 NO_x模型
        7.4.5 液滴霧化模型
        7.4.6 輻射模型
    7.5 生物油燃燒數(shù)值模擬研究
        7.5.1 數(shù)值模擬與計(jì)算方法
        7.5.2 燃燒過程分析
        7.5.3 生物油流量的影響
        7.5.4 空氣過量系數(shù)的影響
    7.6 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第8章 總結(jié)與展望
    8.1 全文總結(jié)
    8.2 工作展望
附錄1 生物油比熱容的測(cè)量
    實(shí)驗(yàn)裝置
    實(shí)驗(yàn)原理
附錄2 MATLAB程序代碼
    程序1.灰度值統(tǒng)計(jì)程序
    程序2.多張圖片整合程序
    程序3.霧化特性計(jì)算程序
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]含不凝性氣體冷凝對(duì)流傳熱傳質(zhì)過程的數(shù)值模擬[J]. 李曉偉,吳莘馨,何樹延.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2013(02)
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[5]生物油/乙醇混合燃料燃燒性能研究[J]. 張棟,朱錫鋒.  燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(02)
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博士論文
[1]干燥和烘焙預(yù)處理制備高品質(zhì)生物質(zhì)原料的基礎(chǔ)研究[D]. 陳登宇.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[2]生物質(zhì)熱解油霧化燃燒及氣化的實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[D]. 張棟.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[3]生物質(zhì)選擇性熱解液化的研究[D]. 陸強(qiáng).中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[4]沖擊式氣流噴霧霧化機(jī)理及干燥過程數(shù)值模擬的研究[D]. 張麗麗.山東大學(xué) 2008

碩士論文
[1]生物質(zhì)熱裂解制油機(jī)理試驗(yàn)研究及流化床閃速熱裂解裝置設(shè)計(jì)[D]. 洪軍.浙江大學(xué) 2002



本文編號(hào)：3436351