生物質(zhì)資源豐富,且可再生。將生物質(zhì)與煤共氣化不僅可有效減少SOx、NOx等有害物排放,還可促進(jìn)碳的完全轉(zhuǎn)化,提高生物質(zhì)和煤氣化效率。開展生物質(zhì)與煤共氣化技術(shù)研發(fā)對實(shí)現(xiàn)煤的高效清潔利用意義重大。由于生物質(zhì)與煤共氣化過程中產(chǎn)生協(xié)同作用的機(jī)理尚不明確,尤其是關(guān)于共氣化過程中氣相產(chǎn)物的形成釋放機(jī)理及固體焦樣表面物化結(jié)構(gòu)特征的演變規(guī)律的研究并不深入,本文在對生物質(zhì)與煤氣化半焦微觀形貌及官能團(tuán)的變化規(guī)律進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,從理論和試驗(yàn)兩個方面系統(tǒng)的開展褐煤與生物質(zhì)流化床共氣化特性的研究,考察了生物質(zhì)摻混比、空氣當(dāng)量比等對流化床共氣化的影響規(guī)律,揭示了生物質(zhì)與煤共氣化的協(xié)同作用機(jī)制。本文主要從以下幾方面開展研究工作：進(jìn)行了生物質(zhì)和煤共氣化的熱分析實(shí)驗(yàn)研究,詳細(xì)研究了升溫速率、反應(yīng)氣氛、摻混比例對共氣化特性的影響。采用C-R法及DAEM法對生物質(zhì)與煤共氣化動力學(xué)特性進(jìn)行研究,建立了共氣化的反應(yīng)動力學(xué)模型,獲得了共氣化動力學(xué)參數(shù),并分析了關(guān)鍵反應(yīng)階段活化能的變化趨勢,確定了生物質(zhì)與煤共氣化過程協(xié)同效應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)階段。結(jié)果表明,褐煤與生物質(zhì)共氣化過程由干燥、預(yù)熱、揮發(fā)分析出和焦炭氣化四個階段組成,共氣化在揮... 

【文章來源】：華北電力大學(xué)河北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：125 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號表
第1章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 生物質(zhì)與煤共氣化技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 熱重-紅外聯(lián)用技術(shù)(TG-FTIR)在熱化學(xué)轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用
        1.2.4 生物質(zhì)焦與煤焦微觀形貌及表面官能團(tuán)演變規(guī)律
        1.2.5 氣化過程數(shù)值模擬方法
    1.3 課題研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
        1.3.1 課題主要研究內(nèi)容
        1.3.2 課題的創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 生物質(zhì)與煤共氣化的熱分析研究
    2.1 實(shí)驗(yàn)樣品
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)方法
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        2.3.1 共氣化特性分析
        2.3.2 共氣化協(xié)同性分析
        2.3.3 氣相產(chǎn)物的FTIR分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 生物質(zhì)與煤共氣化動力學(xué)分析
    3.1 熱分析動力學(xué)理論基礎(chǔ)
        3.1.1 動力學(xué)方程
        3.1.2 動力學(xué)計算方法
        3.1.3 氣化動力學(xué)機(jī)理模型介紹
    3.2 動力學(xué)計算及結(jié)果分析
        3.2.1 共氣化動力學(xué)計算
        3.2.2 共氣化動力學(xué)結(jié)果分析
    3.3 共氣化熱解段活化能分布
    3.4 結(jié)論
第4章 半焦表面物理化學(xué)特性研究
    4.1 焦樣制備及實(shí)驗(yàn)儀器
        4.1.1 焦樣制備
        4.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器及操作
    4.2 半焦表面微觀形貌演化
        4.2.1 褐煤不同溫度氣化半焦微觀形貌的演化
        4.2.2 松木屑不同溫度氣化半焦微觀形貌的演化
    4.3 氣化半焦表面官能團(tuán)演化
        4.3.1 FTIR譜峰歸屬
        4.3.2 褐煤氣化半焦官能團(tuán)演化
        4.3.3 松木屑?xì)饣虢构倌軋F(tuán)演化
        4.3.4 共氣化半焦官能團(tuán)演化
    4.4 本章小結(jié)
第5章 生物質(zhì)與煤流化床共氣化試驗(yàn)研究
    5.1 試驗(yàn)裝置
    5.2 試驗(yàn)原料及參數(shù)計算方法
        5.2.1 試驗(yàn)原料
        5.2.2 參數(shù)的定義及計算方法
        5.2.3 氣化基本反應(yīng)方程
    5.3 試驗(yàn)結(jié)果分析
        5.3.1 摻混比例對生物質(zhì)和煤共氣化的影響
        5.3.2 空氣當(dāng)量比(ER)對生物質(zhì)和煤共氣化的影響
        5.3.3 水蒸汽燃料質(zhì)量比S/F對生物質(zhì)和煤共氣化的影響
    5.4 本章小節(jié)
第6章 生物質(zhì)與煤流化床共氣化特性模擬研究
    6.1 ASPEN PLUS簡介
    6.2 氣化模型建立
        6.2.1 流化床反應(yīng)器氣化的反應(yīng)動力學(xué)和流體動力學(xué)
        6.2.2 用ASPEN PLUS模擬共氣化的總體思路以及流程圖的建立
    6.3 影響因素模擬分析
        6.3.1 生物質(zhì)摻混比例的影響
        6.3.2 空氣當(dāng)量比(ER)的影響
        6.3.3 水蒸汽/燃料質(zhì)量比(S/F)的影響
    6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論和展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
攻讀博士學(xué)位期間參加的科研工作
致謝
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[8]生物質(zhì)與煤氣化過程熱力學(xué)分析[D]. 吳志斌.太原理工大學(xué) 2007
[9]生物質(zhì)流化床氣化實(shí)驗(yàn)研究與模擬[D]. 趙向富.華中科技大學(xué) 2006
[10]生物質(zhì)熱解動力學(xué)研究[D]. 王新運(yùn).安徽理工大學(xué) 2006



本文編號：3472144