生物質(zhì)能是一種儲量豐富的可再生能源。氣化是有效利用生物質(zhì)能源的方式之一。但是，單獨的生物質(zhì)氣化存在著供給隨季節(jié)變化、流化床內(nèi)流化困難、產(chǎn)氣焦油含量高等缺點。生物質(zhì)與煤共氣化可以改善生物質(zhì)季節(jié)性供給的缺點；提高生物質(zhì)氣化溫度，促進(jìn)焦油分解；改善生物質(zhì)在流化床內(nèi)單獨流化的流化特性。本文以共氣化流化床試驗臺為對象，應(yīng)用CFD軟件Fluent，建立流化床氣化模型，對生物質(zhì)與煤共氣化流化床進(jìn)行冷態(tài)模擬及熱態(tài)模擬。 在冷態(tài)模擬部分，首先研究不同布風(fēng)板形式對流化床內(nèi)的氣流均勻分布情況的影響，然后研究流化床內(nèi)顆粒的流動特性。研究結(jié)果表明：板孔為三角形排列且孔徑為0.5mm時，是本試驗所選的流化床冷模中布風(fēng)板的最優(yōu)結(jié)構(gòu)；流化床內(nèi)顆粒在軸向呈現(xiàn)上稀下濃的分布狀態(tài)，近壁面濃度高、運動方向向下且速度較低；在爐膛中部顆粒濃度低、運動方向向上且速度較高。顆粒整體呈現(xiàn)“中心-壁面-中心”及“環(huán)-核流動”的流動狀態(tài)。 在熱態(tài)模擬部分，我們主要對生物質(zhì)氣化及生物質(zhì)與煤共氣化的氣化特性進(jìn)行分析研究。通過模擬結(jié)果分析ER值及褐煤摻混比對流化床內(nèi)的溫度分布及產(chǎn)氣中主要組分濃度分布造成的影響，對試驗值與模擬值進(jìn)行對比，驗證氣化...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
主要符號表
第1章 緒論
    1.1 選題背景與意義
    1.2 流化床反應(yīng)器內(nèi)顆粒流化狀態(tài)
        1.2.1 流態(tài)化過程
        1.2.2 聚式流態(tài)化與散式流態(tài)化
        1.2.3 不同流體速度下的床層流動狀態(tài)
    1.4 氣化反應(yīng)模擬方法概述
    1.5 CFD 方法在氣化過程的應(yīng)用綜述
        1.5.1 CFD 簡介
        1.5.2 CFD 在氣化過程中的應(yīng)用綜述
    1.6 氣化過程 CFD 模擬子模型
        1.6.1 模型控制方程
        1.6.2 氣化過程的物理附加模型
    1.7 論文主要研究內(nèi)容
第2章 生物質(zhì)與煤氣化過程的基本原理
    2.1 氣化爐氣化過程基本原理
    2.2 煤氣化基礎(chǔ)研究
        2.2.1 煤的熱解
        2.2.2 煤焦氣化
    2.3 生物質(zhì)氣化的基本研究
        2.3.1 生物質(zhì)的熱解
        2.3.2 生物質(zhì)焦的氣化
    2.4 本章小結(jié)
第3章 流化床冷態(tài)數(shù)值模擬研究
    3.1 布風(fēng)板冷態(tài)模擬研究
        3.1.1 模型建立及網(wǎng)格劃分
        3.1.2 模擬結(jié)果分析
    3.2 流化床氣化爐內(nèi)氣固兩相流三維數(shù)值模擬
        3.2.1 數(shù)值模擬方法
        3.2.2 幾何模型、邊界條件與網(wǎng)格劃分
        3.2.3 數(shù)值模擬結(jié)果及分析
    3.3 本章小結(jié)
第4章 流化床氣化爐熱態(tài)模擬分析
    4.1 試驗裝置、試驗工況及試驗結(jié)果
    4.2 流化床氣化爐幾何模型的建立
    4.3 氣化爐反應(yīng)動力學(xué)模型
        4.3.1 模擬基本假設(shè)
        4.3.2 子模型設(shè)置
        4.3.3 熱解反應(yīng)設(shè)置
        4.3.4 揮發(fā)份反應(yīng)
        4.3.5 焦炭反應(yīng)模型
    4.4 初始條件設(shè)置及求解
        4.4.1 初始條件設(shè)置
        4.4.2 CFD 求解過程
    4.5 松木屑?xì)饣M結(jié)果分析
        4.5.1 溫度場分析
        4.5.2 組分氣體濃度場分析
        4.5.3 ER 值對產(chǎn)氣產(chǎn)物組分的影響
        4.5.4 松木屑單獨氣化模型驗證
    4.6 松木屑與褐煤共氣化的模擬結(jié)果分析
        4.6.1 褐煤單獨氣化產(chǎn)氣組分分布分析
        4.6.2 溫度場隨著摻混比例的變化
        4.6.3 褐煤摻混比例對產(chǎn)氣組分的影響
        4.6.4 共氣化模型驗證及誤差分析
    4.7 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 下一步工作展望
參考文獻(xiàn)
碩士階段發(fā)表的論文情況
致謝



本文編號：3961125