從試驗與模擬兩個方面,對基于組分的生物質(zhì)熱解特性及動力學(xué)特性進行研究。首先采用TGA和Py-GC/MS裝置對生物質(zhì)單組分、組分間、金屬鹽催化分別進行熱裂解試驗,研究生物質(zhì)組分熱解的動力學(xué)特性以及熱解產(chǎn)物分布情況。并且基于生物質(zhì)熱解經(jīng)典的B-S模型,采用Fluent商業(yè)軟件對噴動床內(nèi)生物質(zhì)熱解過程進行數(shù)值模擬,最終得出生物質(zhì)熱解的氣、液、固三相產(chǎn)率。由生物質(zhì)組分的TGA熱失重試驗表明.:纖維素?zé)峤夥磻?yīng)劇烈,失重率大,木聚糖熱解的起始溫度較低,而木質(zhì)素?zé)崾е剡^程緩慢,并且產(chǎn)生較多的焦炭。纖維素與木聚糖混合熱解過程中不存在明顯的交互作用。纖維素與木質(zhì)素混合熱解過程中存在明顯的相互影響,木質(zhì)素的存在降低了纖維素的熱解反應(yīng)速率,并且熱解最終所得焦炭的產(chǎn)率提高。木聚糖與木質(zhì)素混合熱解過程中存在較大的交互作用,主要表現(xiàn)為揮發(fā)分析出產(chǎn)率的升高。金屬鹽的添加促進了纖維素低溫分解,降低了反應(yīng)速率,增加了焦炭產(chǎn)率,其中Na鹽對纖維素反應(yīng)速率的抑制作用較強,而K鹽對纖維素低溫?zé)峤庥休^強的催化作用。金屬鹽的添加使得木聚糖初始和終止熱解溫度提前,并且乙酸鹽使得木聚糖的熱解速率有所升高,碳酸鹽則相反。金屬鹽的添加對...

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號說明
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 研究背景及意義
        1.2.1 生物質(zhì)能概念和分類
        1.2.2 生物質(zhì)組成和特點
        1.2.3 生物質(zhì)能源利用技術(shù)
    1.3 生物質(zhì)組分熱解研究進展
        1.3.1 生物質(zhì)三大組分熱裂解研究
        1.3.2 抽提物和無機物對生物質(zhì)熱裂解的影響
        1.3.3 生物質(zhì)熱解模擬研究
    1.4 本課題主要研究內(nèi)容
第二章 基于組分的生物質(zhì)熱裂解動力學(xué)研究
    2.1 引言
    2.2 生物質(zhì)組分TGA熱解試驗介紹
        2.2.1 試驗材料
        2.2.2 試驗方法
        2.2.3 試驗工況
    2.3 生物質(zhì)三大組分熱裂解試驗研究
        2.3.1 生物質(zhì)三大組分單獨熱裂解特性
        2.3.2 生物質(zhì)混合組分熱裂解的交互影響
    2.4 金屬鹽對生物質(zhì)三大組分熱裂解的影響
        2.4.1 金屬鹽對纖維素?zé)崃呀馓匦缘挠绊?br>        2.4.2 金屬鹽對木聚糖熱裂解特性影響
        2.4.3 金屬鹽對木質(zhì)素?zé)崃呀馓匦缘挠绊?br>        2.4.4 原始與合成生物質(zhì)熱解對比
        2.4.5 不同升溫速率與添加比例對生物質(zhì)熱裂解的影響
    2.5 生物質(zhì)組分熱解特性及動力學(xué)參數(shù)分析
        2.5.1 生物質(zhì)組分熱裂解特性參數(shù)分析
        2.5.2 生物質(zhì)組分熱裂解動力學(xué)參數(shù)分析
    2.6 本章小結(jié)
第三章 基于組分的生物質(zhì)熱裂解產(chǎn)物分布研究
    3.1 引言
    3.2 生物質(zhì)組分Py-GC/MS熱解試驗介紹
        3.2.1 試驗材料
        3.2.2 試驗裝置
        3.2.3 試驗工況
    3.3 生物質(zhì)三大組分快速熱裂解試驗結(jié)果分析
        3.3.1 纖維素快速熱裂解的產(chǎn)物分布
        3.3.2 木聚糖快速熱裂解產(chǎn)物分布
        3.3.3 木質(zhì)素快速熱裂解的產(chǎn)物分布
    3.4 生物質(zhì)組分間混合熱裂解的相互影響
        3.4.1 纖維素與木聚糖混合熱裂解的產(chǎn)物分布
        3.4.2 纖維素與木質(zhì)素混合熱裂解的產(chǎn)物分布
        3.4.3 木聚糖與木質(zhì)素混合熱裂解產(chǎn)物分布
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于組分的生物質(zhì)熱解過程的模擬研究
    4.1 引言
    4.2 氣固兩相流模型
        4.2.1 連續(xù)性方程
        4.2.2 動量方程
        4.2.3 湍流模型
        4.2.4 動能理論
        4.2.5 傳熱模型
    4.3 生物質(zhì)熱解模型
        4.3.1 模型假設(shè)
        4.3.2 動力學(xué)模型
        4.3.3 物性參數(shù)
        4.3.4 化學(xué)反應(yīng)速率
        4.3.5 物理模型
        4.3.6 計算條件
    4.4 模擬結(jié)果分析與討論
        4.4.1 Q_s/Q_f=10/2工況下噴動床內(nèi)生物質(zhì)熱解過程分析
        4.4.2 Q_s/Q_f=2/10工況下噴動床內(nèi)生物質(zhì)熱解過程分析
        4.4.3 溫度對Q_s/Q_f=10/2工況下噴動床內(nèi)生物質(zhì)熱解的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 研究結(jié)論
    5.2 研究創(chuàng)新點
    5.3 研究展望
參考文獻
學(xué)術(shù)論文及科研成果
致謝



本文編號：3959848