本文關(guān)鍵詞：生物質(zhì)氣化實驗及生物油加氫模擬研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：中國是農(nóng)業(yè)大國,生物質(zhì)資源豐富,這些資源可以轉(zhuǎn)化成各種形式的能源。生物質(zhì)的利用途徑很多,其中生物質(zhì)氣化和生物質(zhì)快速熱解制生物油是回收與利用生物質(zhì)中的能量的兩種主要途徑。傳統(tǒng)的下吸式生物質(zhì)氣化爐雖然大大優(yōu)于上吸式氣化爐,但其出口焦油含量仍過高,嚴(yán)重影響氣化氣的后續(xù)利用：生物質(zhì)快速熱解制取的生物油中由于存在大量的酸、酚、醛、醚及醇類等物質(zhì),造成生物油的品質(zhì)及穩(wěn)定性較差。因此,為了解決上述問題,本碩士論文對這兩方面開展了研究。論文的第一部分是關(guān)于一種新型下吸式氣化爐的實驗研究,主要考察了當(dāng)量比(ER)等操作參數(shù)對氣化爐氣化性能及焦油含量的影響；論文的第二部分是關(guān)于生物油模型化合物催化加氫過程的模擬,采用的是Aspen Plus模擬軟件細(xì)致分析操作參數(shù)(溫度、壓力等)對產(chǎn)物組成與產(chǎn)率變化的影響規(guī)律,以期為工業(yè)過程放大提供理論基礎(chǔ)與放大依據(jù)。 開發(fā)的新型兩級下吸式氣化爐在結(jié)構(gòu)上具有很大的進(jìn)步。為探究該新型氣化爐氣化性能,本文考察了當(dāng)量比(ER)等操作參數(shù)對該氣化爐還原區(qū)溫度、氣體組成、氣體熱值、氣化效率以及焦油含量的影響,獲得以下結(jié)論：新型氣化爐可以產(chǎn)生焦油含量較低的燃?xì)�；尤其是在空氣預(yù)熱的條件下,焦油含量更低,可達(dá)238mg/Nm3；空氣預(yù)熱條件下的氣化氣低位熱值和氣化效率均高于不預(yù)熱的情形,且在ER=0.34時達(dá)到最大,分別為4409kJ/Nm3和63.7%。在此當(dāng)量比條件下,氣化氣成分較為理想,為18.5%CO、13.2%H2、1.8%CH4、11.1%CO2。因此,確定該新型兩級氣化爐的最佳ER為0.33-0.35,此時氣化氣低位熱值(LHV)超過4.0MJ/Nm3,氣化效率高于60%,焦油含量低于300mg/Nm3 論文還對生物油模型化合物催化加氫過程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。選取羥基丙酮、羥基乙醛、愈創(chuàng)木酚和2-呋喃酮作為典型的生物油組成模型化合物,在Ru/C加氫催化劑作用下,通過Fortran語言將加氫動力學(xué)方程開發(fā)成動力學(xué)子程序,嵌入Aspen Plus進(jìn)行模擬。研究考察了溫度和壓力對生物油模型化合物加氫的影響,優(yōu)化出200℃和24bar為最優(yōu)加氫反應(yīng)條件,并獲得了該條件下加氫過程的物料和能量平衡參數(shù),為生物油加氫中試放大提供了理論指導(dǎo)和數(shù)據(jù)支持。
【關(guān)鍵詞】：生物質(zhì) 氣化 熱解 Aspen Plus 加氫
【學(xué)位授予單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TE667
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-13
• 第一章 緒論13-29
• 1.1 研究背景13
• 1.2 生物質(zhì)能利用技術(shù)13-18
• 1.2.1 生物質(zhì)能物理轉(zhuǎn)化技術(shù)15-16
• 1.2.2 生物質(zhì)能生物轉(zhuǎn)化技術(shù)16
• 1.2.3 生物質(zhì)能化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)16-18
• 1.3 生物質(zhì)氣化發(fā)展概述18-22
• 1.3.1 生物質(zhì)氣化國外發(fā)展現(xiàn)狀19-21
• 1.3.2 生物質(zhì)氣化國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀21-22
• 1.4 生物油提質(zhì)發(fā)展綜述22-27
• 1.4.1 生物質(zhì)快速熱解技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀22-24
• 1.4.2 生物油提質(zhì)研究現(xiàn)狀24-27
• 1.5 論文主要研究內(nèi)容27-29
• 第二章 生物質(zhì)氣化技術(shù)原理及方法29-39
• 2.1 生物質(zhì)氣化原理29-31
• 2.1.1 生物質(zhì)的干燥29-30
• 2.1.2 生物質(zhì)的熱裂解30
• 2.1.3 氧化反應(yīng)30
• 2.1.4 還原反應(yīng)30-31
• 2.2 生物質(zhì)氣化工藝31-32
• 2.2.1 空氣氣化31
• 2.2.2 氧氣氣化31
• 2.2.3 水蒸氣氣化31-32
• 2.2.4 氫氣氣化32
• 2.2.5 空氣(氧氣)-水蒸氣混合氣化32
• 2.2.6 干餾氣化32
• 2.3 生物質(zhì)固定床氣化設(shè)備與工作原理32-34
• 2.3.1 上吸式氣化爐32
• 2.3.2 單段下吸式氣化爐32-33
• 2.3.3 兩段下吸式氣化爐33-34
• 2.4 兩級下吸式生物質(zhì)氣化實驗平臺34-39
• 2.4.1 兩級下吸式生物質(zhì)氣化爐34-36
• 2.4.2 旋風(fēng)分離器36-37
• 2.4.3 換熱器設(shè)計37
• 2.4.4 儲氣罐設(shè)計37-39
• 第三章 兩級下吸式生物質(zhì)氣化實驗39-59
• 3.1 原料的元素分析與工業(yè)分析39-40
• 3.2 原料的熱分析40-41
• 3.3 實驗裝置41-43
• 3.4 實驗方法43-45
• 3.4.1 啟動前準(zhǔn)備43
• 3.4.2 啟動43-44
• 3.4.3 進(jìn)行氣化實驗44
• 3.4.4 停機44-45
• 3.5 產(chǎn)物的測定與表征45-46
• 3.6 氣化性能參數(shù)的計算46-47
• 3.6.1 氣體熱值46
• 3.6.2 氣體產(chǎn)率46-47
• 3.6.3 氣化效率47
• 3.6.4 當(dāng)量比ER47
• 3.7 氣化過程的熱力學(xué)分析47-48
• 3.8 單級下吸式氣化實驗結(jié)果與分析48-53
• 3.8.1 原料含水率對氣化氣組成的影響49-50
• 3.8.2 當(dāng)量比ER對單級進(jìn)氣還原區(qū)溫度的影響50-51
• 3.8.3 當(dāng)量比ER對單級進(jìn)氣氣體組成、氣化效率及低位熱值的影響51-52
• 3.8.4 當(dāng)量比ER對單級進(jìn)氣焦油含量的影響52-53
• 3.9 兩級下吸式氣化實驗結(jié)果與分析53-57
• 3.9.1 空氣預(yù)熱溫度的選取53-54
• 3.9.2 當(dāng)量比ER對兩級進(jìn)氣還原區(qū)溫度的影響54
• 3.9.3 當(dāng)量比ER對兩級進(jìn)氣氣體組成、氣化效率及低位熱值的影響54-57
• 3.9.4 當(dāng)量比ER對兩級進(jìn)氣焦油含量的影響57
• 3.10 本章小結(jié)57-59
• 第四章 生物油�；锛託淠M研究59-75
• 4.1 Aspen Plus簡介59
• 4.2 生物油模型化合物的加氫原理59-61
• 4.2.1 模型化合物的選擇59-60
• 4.2.2 動力學(xué)方程60-61
• 4.3 生物油加氫模型61-65
• 4.3.1 模型建立62-63
• 4.3.2 物性方法選擇63-64
• 4.3.3 Fortran子程序64-65
• 4.4 模型分析65-73
• 4.4.1 溫度和壓力對生物油模型化合物加氫的影響66-71
• 4.4.2 加氫系統(tǒng)的物料和能量參數(shù)71-73
• 4.5 本章小結(jié)73-75
• 第五章 總結(jié)與展望75-77
• 5.1 全文總結(jié)75-76
• 5.2 本文特色及創(chuàng)新點76
• 5.3 建議與展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果83-84
• 致謝84

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：生物質(zhì)氣化實驗及生物油加氫模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：259685