生物質(zhì)能一直是人類賴以生存的重要能源,極有可能成為未來可持續(xù)能源系統(tǒng)的重要組成部分。熱解是生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化方式的一種,可以將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為氣、液、固等三相能源產(chǎn)品。在當(dāng)前化石燃料日益減少的背景下,通過熱解生物質(zhì)制取生物油、合成氣等替代燃料和化學(xué)品,成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。作為重要的生物質(zhì)能組成部分,農(nóng)作物秸稈的利用過程中存在著一些不利因素,如：堆積密度小、能量密度低,收集、運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程存在困難；預(yù)處理能耗高、工序復(fù)雜等,以上因素一直制約著農(nóng)作物秸稈資源的大規(guī)模利用。 微波加熱具有即時(shí)性、整體性、選擇性和高效性的特點(diǎn),將其應(yīng)用于農(nóng)作物秸稈熱解,可以降低原料的預(yù)處理要求,使預(yù)處理成本大幅下降,而熱解產(chǎn)物的綜合性能和經(jīng)濟(jì)價(jià)值卻不會(huì)降低,甚至大幅提高。隨著微波技術(shù)的不斷發(fā)展,通過微波熱解生物質(zhì)制取替代能源已經(jīng)成為當(dāng)前非常重要的生物質(zhì)能利用途徑,引起國(guó)內(nèi)外科研工作者的廣泛關(guān)注,并開展了大量研究。 目前對(duì)于生物質(zhì)微波熱解的研究,主要側(cè)重于熱解影響因素的考察,包括物料種類和粒徑、微波功率、添加物種類及比例等。通常實(shí)驗(yàn)采用很少(小)的物料量(尺寸),未能充分發(fā)揮微波熱解的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)；針對(duì)微波加熱過程物...

【文章頁數(shù)】：192 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 選題依據(jù)與背景
    1.2 生物質(zhì)常規(guī)熱解研究
        1.2.1 熱解原理及過程
        1.2.2 熱解工藝
        1.2.3 熱解影響因素
        1.2.4 總結(jié)及展望
    1.3 微波熱解研究
        1.3.1 微波加熱原理和特點(diǎn)
        1.3.2 微波熱解研究進(jìn)展
        1.3.3 展望
    1.4 論文的研究思路、研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 研究思路
        1.4.2 研究?jī)?nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
第2章 小型微波熱解實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    2.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        2.1.1 微波熱解實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
        2.1.2 石英容器及反應(yīng)裝置
        2.1.3 附加功能
    2.2 實(shí)驗(yàn)原料與儀器
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.2.2 儀器與試劑
    2.3 實(shí)驗(yàn)安排及技術(shù)路線
    2.4 產(chǎn)物分析方法
        2.4.1 氣體產(chǎn)物分析
        2.4.2 固體焦炭分析
        2.4.3 液體產(chǎn)物分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 小麥秸稈微波熱解的升溫及失重特性研究
    3.1 小麥秸稈失重特性研究
        3.1.1 微波功率影響
        3.1.2 物料量影響
        3.1.3 添加物及比例影響
    3.2 小麥秸稈升溫特性研究
        3.2.1 純小麥秸稈升溫曲線
        3.2.2 添加物對(duì)升溫過程的影響
    3.3 小麥秸稈微波熱重特性分析
    3.4 添加物對(duì)小麥秸稈熱重特性的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 小麥秸稈微波熱解的產(chǎn)物分布和生成機(jī)理研究
    4.1 微波功率對(duì)熱解過程的影響
        4.1.1 熱解產(chǎn)物分布
        4.1.2 產(chǎn)物特性分析
    4.2 添加物對(duì)熱解過程的影響
        4.2.1 熱解產(chǎn)物分布
        4.2.2 產(chǎn)物特性分析
    4.3 溫度對(duì)熱解過程的影響
        4.3.1 不同溫度下熱解特性
        4.3.2 定溫?zé)峤夂罄m(xù)自由升溫
    4.4 產(chǎn)物形成途徑和反應(yīng)機(jī)理初探
        4.4.1 從組成成分和官能團(tuán)分析
        4.4.2 從物質(zhì)與能量的傳遞分析
        4.4.3 從二次裂解反應(yīng)分析
        4.4.4 從催化劑和熱點(diǎn)效應(yīng)分析
    4.5 系統(tǒng)能量平衡
    4.6 本章小結(jié)
第5章 秸稈料包微波熱解試驗(yàn)及經(jīng)濟(jì)性研究
    5.1 試驗(yàn)原料
        5.1.1 原料來源及制備
        5.1.2 原料特性分析
    5.2 試驗(yàn)裝置和方法
        5.2.1 試驗(yàn)裝置
        5.2.2 試驗(yàn)步驟
        5.2.3 產(chǎn)物分析方法
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 升溫特性分析
        5.3.2 熱重特性分析
        5.3.3 產(chǎn)物分析
        5.3.4 微波熱解電耗和系統(tǒng)能量平衡
    5.4 本章小結(jié)
第6章 秸稈料包微波加熱過程的溫度分布模擬研究
    6.1 模擬背景和思路
        6.1.1 模擬背景
        6.1.2 模型物料和求解方法
        6.1.3 模擬思路
    6.2 微波加熱數(shù)學(xué)模型
        6.2.1 假設(shè)條件
        6.2.2 溫度場(chǎng)模型
        6.2.3 微波熱源項(xiàng)模型
        6.2.4 定解條件
    6.3 模型的數(shù)值求解
        6.3.1 網(wǎng)格劃分
        6.3.2 模型參數(shù)的確定
        6.3.3 計(jì)算過程和框圖
    6.4 結(jié)果和討論
        6.4.1 溫度分布
        6.4.2 模型驗(yàn)證
    6.5 本章小結(jié)
第7章 全文總結(jié)和展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    7.3 建議和展望
參考文獻(xiàn)
致謝
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學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表
ENGLISH PAPERS
    Paper Ⅰ.Study on the Heat-transfer Properties of Microwave Heating Process for Large-Sized Material
    Paper Ⅱ. Microwave Pyrolysis of Corn Stalk Bale:A Promising Method for Direct Utilization of Large-Sized Biomass and Syngas Production



本文編號(hào)：3755467