作為生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)中的一種，生物質(zhì)氣化的目標(biāo)是盡可能多地得到高品質(zhì)燃?xì)�。在各種氣化反應(yīng)器中，由于流化床具有氣固兩相接觸充分，傳熱傳質(zhì)強(qiáng)烈，床層溫度均勻，易于放大等特性而特別受到重視。生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器被認(rèn)為是最具開(kāi)發(fā)前景的生物質(zhì)氣化反應(yīng)裝置之一。目前，生物質(zhì)流化床氣化主要面臨的問(wèn)題有：燃?xì)庵薪褂秃科咔覂艋щy：燃?xì)鉄嶂灯停ㄌ貏e是空氣氣化）；仍然缺乏一個(gè)系統(tǒng)完整的氣化裝置放大準(zhǔn)則；模型模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相差較大等，這些存在的問(wèn)題直接影響了生物質(zhì)氣化技術(shù)的推廣和應(yīng)用。 為此，在國(guó)家‘863’基金資助下，圍繞生物質(zhì)流化床氣化應(yīng)用過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題，從工程應(yīng)用角度出發(fā)，本文對(duì)冷態(tài)實(shí)驗(yàn)條件下生物質(zhì)顆粒在流化床中的流體力學(xué)特性、實(shí)驗(yàn)室規(guī)模生物質(zhì)流化床氣化特性、木炭床焦油高溫催化裂解特性進(jìn)行了研究，論文還針對(duì)工業(yè)規(guī)模生物質(zhì)流化床氣化發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行特性進(jìn)行了分析，并基于得到的大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立了關(guān)于生物質(zhì)流化床氣化特性的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。 通過(guò)對(duì)冷態(tài)實(shí)驗(yàn)條件下，多種生物質(zhì)原料在不同尺寸流化床中的流化特性研究發(fā)現(xiàn)：1)純生物質(zhì)（如木屑、稻殼）也是可以實(shí)現(xiàn)良好流化的。2)不同生物質(zhì)... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述及選題
    1.1 生物質(zhì)能概述
    1.2 生物質(zhì)能源利用途徑
        1.2.1 生物質(zhì)直接燃燒與混燃技術(shù)
        1.2.2 生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)
        1.2.3 生物轉(zhuǎn)換技術(shù)
    1.3 生物質(zhì)氣化原理與研究進(jìn)展
        1.3.1 生物質(zhì)氣化原理與工藝
            1.3.1.1 生物質(zhì)氣化原理
            1.3.1.2 生物質(zhì)氣化工藝分類
        1.3.2 生物質(zhì)氣化國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
            1.3.2.1 生物質(zhì)(熱解)氣化動(dòng)力學(xué)研究
            1.3.2.2 實(shí)驗(yàn)室規(guī)模生物質(zhì)流化床氣化研究工作
            1.3.2.3 典型工業(yè)示范裝置
            1.3.2.4 生物質(zhì)氣化過(guò)程模擬研究工作
    1.4 論文立題背景和主要研究?jī)?nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第二章 生物質(zhì)在流化床中的流體力學(xué)特性研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)裝置
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置(Ⅰ)
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置(Ⅱ)
        2.1.3 實(shí)驗(yàn)裝置(Ⅲ)
    2.2 實(shí)驗(yàn)原料、方法和步驟
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)步驟
            2.2.2.1 生物質(zhì)顆粒在流化床中的流化特性研究
            2.2.2.2 生物質(zhì)顆粒在快速流化床中的流動(dòng)結(jié)構(gòu)研究
            2.2.2.3 生物質(zhì)顆粒在Loop Seal型返料器中的流動(dòng)特性研究
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        2.3.1 生物質(zhì)顆粒在流化床中的流化特性
            2.3.1.1 床徑對(duì)生物質(zhì)顆粒流化特性的影響
            2.3.1.2 高徑比(H/D)對(duì)生物質(zhì)顆粒流化特性的影響
        2.3.2 生物質(zhì)顆粒在快速流化床中的流動(dòng)結(jié)構(gòu)
            2.3.2.1 顆粒速度分布
            2.3.2.2 床層空隙率分布
        2.3.3 生物質(zhì)顆粒在Loop seal返料器中的流動(dòng)特性
            2.3.3.1 操作氣速U_g對(duì)循環(huán)流率G_g的影響
            2.3.3.2 輸送風(fēng)量Q_1對(duì)循環(huán)流率的影響
            2.3.3.3 側(cè)吹風(fēng)量Q_2對(duì)循環(huán)流率的影響
            2.3.3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果回歸分析
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 生物質(zhì)流化床氣化及焦油催化裂解實(shí)驗(yàn)研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)原料
        3.2.3 燃?xì)夂徒褂腿优c分析
        3.2.4 實(shí)驗(yàn)步驟和內(nèi)容
            3.2.4.1 氣化爐的啟動(dòng)和停止
                3.2.4.1.1 啟爐操作步驟
                3.2.4.1.2 停爐操作步驟
            3.2.4.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.3.1 主要?dú)饣笜?biāo)
        3.3.2 不同當(dāng)量比下氣化爐軸向溫度分布
        3.3.3 當(dāng)量比對(duì)氣化溫度和焦油含量的影響
        3.3.4 當(dāng)量比對(duì)氣體成分的影響
        3.3.5 當(dāng)量比對(duì)燃?xì)鉄嶂岛蜌怏w產(chǎn)率的影響
        3.3.6 當(dāng)量比對(duì)氣化效率和碳轉(zhuǎn)化率影響
        3.3.7 二次風(fēng)對(duì)氣化溫度的影響
        3.3.8 二次風(fēng)對(duì)氣化效果的影響
        3.3.9 焦油裂解爐供氣量和裂解溫度關(guān)系
        3.3.10 裂解溫度對(duì)焦油轉(zhuǎn)化率影響
        3.3.11 裂解爐前后燃?xì)獬煞肿兓?br>        3.3.12 焦油主要成分在裂解前后的變化
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 800kWe稻殼氣化發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行特性
    4.1 引言
    4.2 系統(tǒng)流程簡(jiǎn)介
        4.2.1 燃?xì)獍l(fā)生和凈化系統(tǒng)
        4.2.2 內(nèi)燃機(jī)組和輸變電系統(tǒng)
        4.2.3 洗焦廢水和灰處理系統(tǒng)
        4.2.4 原料收集與預(yù)處理
    4.3 系統(tǒng)運(yùn)行性能分析
        4.3.1 氣化爐運(yùn)行特性
            4.3.1.1 氣化爐軸向溫度分布
            4.3.1.2 負(fù)荷和當(dāng)量比改變對(duì)氣化爐運(yùn)行溫度影響
            4.3.1.3 氣化溫度和負(fù)荷對(duì)氣體熱值和氣體成分的影響
            4.3.1.4 當(dāng)量比和負(fù)荷對(duì)氣體產(chǎn)率，氣化效率和碳轉(zhuǎn)化率的影響
            4.3.1.5 原料水分的影響
        4.3.2 氣化稻殼灰的物理化學(xué)特性和利用
    4.4 主要存在問(wèn)題和解決措施
        4.4.1 原料供應(yīng)問(wèn)題
        4.4.2 氣化系統(tǒng)存在問(wèn)題
        4.4.3 燃?xì)鈨艋到y(tǒng)和污水處理問(wèn)題
        4.4.4 燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組問(wèn)題
        4.4.5 系統(tǒng)監(jiān)控問(wèn)題
    4.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 4MWe生物質(zhì)氣化-蒸汽整體聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)
    5.1 前言
    5.2 系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)介
        5.2.1 原料的收集、輸運(yùn)和預(yù)處理系統(tǒng)
        5.2.2 燃?xì)獍l(fā)生及凈化系統(tǒng)
        5.2.3 燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組系統(tǒng)
        5.2.4 余熱鍋爐及蒸汽透平
        5.2.5 輸變電系統(tǒng)部分
        5.2.6 排灰和污水處理部分
    5.3 系統(tǒng)初步測(cè)試結(jié)果
        5.3.1 20 Mw_(th)生物質(zhì)CFB(循環(huán)流化床)氣化爐運(yùn)行特性
            5.3.1.1 進(jìn)料螺旋轉(zhuǎn)速和加料量之間關(guān)系
            5.3.1.2 氣化爐運(yùn)行實(shí)時(shí)曲線
            5.3.1.3 不同氣化溫度下的燃?xì)獬煞趾蜔嶂?br>            5.3.1.4 不同當(dāng)量比下的氣體產(chǎn)率
            5.3.1.5 不同當(dāng)量比下的氣化效率和碳轉(zhuǎn)化率
        5.3.2 8300型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)電效率測(cè)試
        5.3.3 余熱回收和蒸汽發(fā)電系統(tǒng)測(cè)試
        5.3.4 系統(tǒng)存在問(wèn)題及改進(jìn)措施
            5.3.4.1 原料和灰風(fēng)送系統(tǒng)問(wèn)題
            5.3.4.2 氣化爐結(jié)渣問(wèn)題
            5.3.4.3 高溫過(guò)熱器積灰問(wèn)題
            5.4.4.4 燃?xì)鈨艋到y(tǒng)問(wèn)題
    5.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 生物質(zhì)流化床氣化人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬
    6.1 引言
    6.2 人神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型簡(jiǎn)介
        6.2.1 生物神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)
        6.2.2 人工神經(jīng)元模型
        6.2.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
        6.2.4 ANN在生物質(zhì)流化床的應(yīng)用
    6.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的建立
        6.3.1 網(wǎng)絡(luò)模型原型的選擇
        6.3.2 生物質(zhì)流化床氣化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的建立
            6.3.2.1 輸入和輸出變量的選擇
            6.3.2.2 隱含層和隱層神經(jīng)元個(gè)數(shù)的選擇
        6.3.3 生物質(zhì)流化床氣化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練
            6.3.3.1 數(shù)據(jù)‘歸一化’處理
            6.3.3.2 訓(xùn)練樣本的選擇
            6.3.3.3 訓(xùn)練周期的選擇
    6.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練
        6.4.1 隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)對(duì)訓(xùn)練結(jié)果影響
        6.4.2 訓(xùn)練周期對(duì)平方和誤差的影響
        6.4.3 節(jié)點(diǎn)數(shù)對(duì)平方和誤差的影響
    6.5 生物質(zhì)氣化模擬人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型泛化能力的檢驗(yàn)
    6.6 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第七章 結(jié)論及對(duì)未來(lái)工作建議
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 下一步工作和建議
附錄
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]中國(guó)稻殼資源狀況及其氣化/燃燒發(fā)電前景[J]. 周肇秋,馬隆龍,李海濱,吳創(chuàng)之.  可再生能源. 2004(06)
[3]生物質(zhì)氣化發(fā)電廠洗焦廢水生物處理的中試研究[J]. 張文華,田沈,錢城,楊秀山.  環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2004(06)
[4]生物質(zhì)氣化技術(shù)比較及其氣化發(fā)電技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 米鐵,唐汝江,陳漢平,劉德昌,吳創(chuàng)之,常杰.  能源工程. 2004(05)
[5]生物質(zhì)氣化發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益分析[J]. 樊京春,王永剛,高虎.  能源工程. 2004(01)
[6]生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)講座（7） 大中型生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例分析[J]. 吳創(chuàng)之.  可再生能源. 2004(01)
[7]生物質(zhì)熱解動(dòng)力學(xué)的研究[J]. 蔣劍春,沈兆邦.  林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè). 2003(04)
[8]生物質(zhì)在流化床中的空氣-水蒸氣氣化研究[J]. 呂鵬梅,常杰,熊祖鴻,吳創(chuàng)之,陳勇.  燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2003(04)
[9]固定床中木塊和木屑的熱解特性[J]. 包向軍,蔡九菊,劉漢橋,張琦.  材料與冶金學(xué)報(bào). 2003(02)
[10]高強(qiáng)和超高強(qiáng)混凝土鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度的研究[J]. 歐陽(yáng)東.  廣東土木與建筑. 2003(05)

碩士論文
[1]生物質(zhì)焦油催化裂解試驗(yàn)研究[D]. 王鐵柱.浙江大學(xué) 2003



本文編號(hào)：3647577