生物质热解过程的传热传质及低焦油气化技术研究

摘要

该文利用热重分析法和差分热重分析法研究了秸杆类生物质的热解行为,得到了生物质热解的一般规律.通过TG、DTG曲线分析研究了加热速度、温度、加热时间等对热解过程的影响,建立了一步多反应竞争热解模型,对生物质热解动力学参数进行了估算,这些研究对地秸秆类生物质的再利用技术研究和装置的优化具有重要的指导作用.为了阐明生物质燃料热解过程的传热传质的物理性质,预示热解过程的发展趋势,采用隐式与半隐式相结合的有限差分法,对控制生物质热解过程的传热传质微分方程组进行了离散,建立了相应的离散方程.利用小型生物质气化试验装置,在典型的气化工况下,对两段供风和一段供风的下吸式固定床生物质气化过程进行对比实验,研究了两段供风对气化过程的影响和对降低气化气中焦油含量的作用,实验结果表明两段供风气化可明显降低生物质气化气中的焦油含量.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1国内外能源现状

1.2生物质资源分布及开发利用现状

1.3生物质热解气化技术国内外发展状况

1.4生物质气化的研究动态和存在的问题

1.5生物质热解气化过程中的传热传质研究进展

1.6本文主要研究内容

第二章生物质热解特性及热解动力学研究

2.1生物质热解机理

2.2热解特性的实验测定

2.3等加热速率下热解特性的实验结果及分析

2.4升温速率对挥发份析出规律及热解速率的影响

2.5一步多反应竞争热解模型的建立

2.6秸秆类生物质热解动力学参数的确定

2.7小结

第三章生物质热解过程的传热传质数学模型

3.1生物质热解过程的传热传质特点

3.2生物质热解过程的传热传质模型

3.3小结

第四章生物质热解过程的数值模拟

4.1生物质热解过程的定解问题

4.2传热传质方程的离散及线性方程组的求解

4.3计算结果与分析

4.4小结

第五章小型生物质气化实验装置

5.1小型生物质气化实验装置的设计

5.2测量系统以及测定方法

5.3实验方法与实验过程

第六章生物质气化过程的实验研究

6.1引言

6.2一段和两段气化反应器的结构设计

6.3一段供风和两段供风气化过程的实验结果比较与分析

6.4两段供风与一段供风气化反应器性能的比较

6.5小结

第七章缩口形式对气化过程影晌的实验研究

7.1气化过程影响因素的理论分析

7.2气化反应器缩口的设计

7.3缩口形式对气化反应器内的温度分布影响的实验研究

7.4缩口形式对气化气热值和焦油含量的影响

7.5小结

第八章全文总结与展望

主要符号表

致谢

参考文献

作者攻读博士学位期间发表的论文