生物質(zhì)作為一種可再生清潔能源,如何實現(xiàn)其高效利用越來越引起世界各國的廣泛重視。在眾多的生物質(zhì)利用技術(shù)中,生物質(zhì)高溫氣化劑氣化技術(shù)具有可充分利用劣質(zhì)低階燃料、產(chǎn)氣熱值高、焦油含量低和低污染特性等優(yōu)點,具有很大的發(fā)展?jié)撃芎屠们熬�。因此開展生物質(zhì)高溫空氣/蒸汽氣化模擬研究對生物質(zhì)高溫氣化劑氣化技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)應用具有重要的理論意義。本文首先以玉米秸稈焦碳和杉木焦碳為研究材料,利用熱重分析儀在800℃～1000℃下進行生物質(zhì)碳高溫蒸汽氣化實驗研究。選取均相體積模型(VM)、顆粒模型(GM)和隨機孔模型(RPM)來分別描述兩種生物質(zhì)碳高溫蒸汽氣化反應過程,研究表明:相比于VM模型,GM模型和RPM模型與實驗數(shù)據(jù)擬合的效果更好,尤其是RPM模型擬合效果最好。其次,結(jié)合生物質(zhì)高溫空氣\蒸汽氣化原理和Gibbs自由能最小原理,基于過程模擬軟件Aspen Plus,建立了生物質(zhì)高溫空氣/蒸汽氣化過程模型,然后利用實驗數(shù)據(jù)驗證了該模型,模擬值與實驗值吻合較好,顯示該模型具有一定的可靠性和適用性。最后,研究了生物質(zhì)高溫空氣/蒸汽氣化特性。以玉米秸稈和杉木為研究材料,利用所建立的生物質(zhì)高溫空氣/蒸汽氣化過程...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 生物質(zhì)能概述
    1.3 生物質(zhì)氣化技術(shù)及存在的問題
    1.4 生物質(zhì)高溫空氣/蒸汽氣化技術(shù)
        1.4.1 生物質(zhì)高溫空氣/蒸汽氣化原理
        1.4.2 生物質(zhì)高溫空氣/蒸汽氣化技術(shù)的優(yōu)點
        1.4.3 高溫氣化劑產(chǎn)生方式
    1.5 生物質(zhì)高溫空氣/蒸汽氣化技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.5.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.5.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.6 生物質(zhì)高溫空氣/蒸汽氣化模擬研究現(xiàn)狀
        1.6.1 生物質(zhì)碳高溫蒸汽氣化反應動力學模型研究現(xiàn)狀
        1.6.2 生物質(zhì)高溫空氣/蒸汽氣化過程模擬研究現(xiàn)狀
    1.7 本文研究的主要內(nèi)容
第二章 生物質(zhì)碳高溫蒸汽氣化反應動力學模型研究
    2.1 引言
    2.2 氣化實驗
        2.2.1 實驗材料
        2.2.2 實驗方法
        2.2.3 實驗結(jié)果與討論
    2.3 氣化反應動力學模型
        2.3.1 生物質(zhì)碳氣化反應過程
        2.3.2 動力學模型
    2.4 動力學參數(shù)的計算與誤差分析
        2.4.1 動力學參數(shù)的計算
        2.4.2 誤差分析
    2.5 不同模型對生物質(zhì)碳高溫蒸汽氣化反應模擬的結(jié)果
    2.6 本章小結(jié)
第三章 生物質(zhì)高溫空氣/蒸汽氣化的模型分析及模擬
    3.1 Aspen Plus軟件簡介
    3.2 氣化工藝的指標
    3.3 氣化過程模型的建立
        3.3.1 模型的選擇
        3.3.2 吉布斯(Gibbs)最小自由能原理
        3.3.3 物性方法的選擇
        3.3.4 建立模型的假設(shè)條件
        3.3.5 氣化流程圖
    3.4 模型驗證及誤差分析
        3.4.1 驗證材料與條件
        3.4.2 主要的輸入說明
        3.4.3 模擬結(jié)果和實驗值的比較
        3.4.4 誤差分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 生物質(zhì)高溫空氣/蒸汽氣化過程的影響因素分析
    4.1 空氣當量系數(shù)(ER)對氣化過程的影響
        4.1.1 ER值對產(chǎn)氣組分的影響
        4.1.2 ER值對H₂/CO和CO/CO₂的影響
        4.1.3 ER值對碳轉(zhuǎn)化率的影響
        4.1.4 ER值對產(chǎn)氣熱值的影響
    4.2 氣化劑溫度對氣化過程的影響
        4.2.1 氣化劑溫度對產(chǎn)氣各組分的影響
        4.2.2 氣化劑溫度對H₂/CO和CO/CO₂的影響
        4.2.3 氣化劑溫度對碳轉(zhuǎn)化率的影響
        4.2.4 氣化劑溫度對產(chǎn)氣熱值的影響
    4.3 水蒸汽通入量(S/B)對氣化過程的影響
        4.3.1 S/B值對產(chǎn)氣各組分的影響
        4.3.2 S/B值對H₂/CO和CO/CO₂的影響
        4.3.3 S/B值對碳轉(zhuǎn)化率的影響
        4.3.4 S/B值對產(chǎn)氣熱值的影響
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
致謝
附錄(攻讀學位期間發(fā)表論文及參與課題)



本文編號：3862192