基于焦炭本征動力學(xué)的攜帶流生物質(zhì)氣化特性研究
【學(xué)位授予單位】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:TK6
【圖文】:
圖 1-1 生物質(zhì)氣化技術(shù)過程Fig. 1-1 General route for biomass gasification technology綜上所述,研究生物質(zhì)的氣化過程對實現(xiàn)節(jié)能減排、減緩生態(tài)惡化具有的理論和現(xiàn)實意義。.2 國內(nèi)外生物質(zhì)氣化技術(shù)的研究進展典型的生物質(zhì)氣化過程包含有下列過程:(1)顆粒干燥、水分蒸發(fā);(解;(3)氣相揮發(fā)分反應(yīng)(氧化、還原);(4)氣固兩相反應(yīng)(氧化、還原中生物質(zhì)熱解反應(yīng)、焦炭異相反應(yīng)是整個氣化過程中的關(guān)鍵步驟。.2.1 焦炭微觀結(jié)構(gòu)熱解是復(fù)雜的熱化學(xué)反應(yīng)過程,生物質(zhì)燃料的大分子受熱發(fā)生化學(xué)鍵斷構(gòu)、重新聚合,最終轉(zhuǎn)變成小分子物質(zhì)[6]。在熱解過程中,生物質(zhì)燃料由發(fā)分的析出,其形貌結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化,從而形成具有多孔隙表面的焦體顆粒。焦炭的微觀理化結(jié)構(gòu)對熱解過程、焦炭氣化反應(yīng)及生物質(zhì)氣化的
(3)氣體與焦炭的反應(yīng)過程,(4)異相反應(yīng)氣體產(chǎn)物向散,(5)氣體產(chǎn)物由焦炭表面向環(huán)境氣體擴散[22]。通常根據(jù)反應(yīng)顆粒反應(yīng)劃分成三個主要區(qū)域[22, 40],如圖 1-2 所示。在反應(yīng)溫度下,化學(xué)反應(yīng)速率(步驟(3))遠小于氣體擴散的速率,則焦炭整體速率由焦炭自身的化學(xué)反應(yīng)過程控制,將整體反應(yīng)速率由化區(qū)域定義為反應(yīng) I 區(qū)(regime I)。在測量焦炭反應(yīng)速率的實驗中的反應(yīng)溫度和足夠小的顆粒直徑等實驗條件能夠?qū)⒎磻?yīng)過程控,此時測得的反應(yīng)速率速率即為焦炭異相反應(yīng)的本征反應(yīng)速率,、反應(yīng)級數(shù)等即為本征動力學(xué)參數(shù)。當溫度升高或顆粒直徑增大整體反應(yīng)速率將由氣體擴散速率和化學(xué)反應(yīng)速率共同控制,此區(qū)II 區(qū)(regime II)。在反應(yīng) II 區(qū)內(nèi)的擴散速率通常用有效擴散率來表觀活化能小于本征活化能。繼續(xù)提高反應(yīng)溫度,焦炭的轉(zhuǎn)化速擴散速率控制,則反應(yīng)進入 III 區(qū)(regime III)。在此反應(yīng)區(qū)測得零,溫度對反應(yīng)速率影響小,氣體組分、顆粒尺寸及流體物性是的主要因素。
天津)研磨成粒徑 75-400 μm 的顆粒(圖 2-1),并對燃料顆粒進行電鏡掃描。由圖2-1 可以看出,稻殼顆粒具有明顯縱向纖維和孔隙,表面相對光滑;玉米秸稈原料中含有含有莖、稈、葉等不同部分,因此秸稈顆粒間的結(jié)構(gòu)差異較大,顆粒具有不規(guī)則片狀結(jié)構(gòu)和條狀纖維,含有孔隙,顆粒表面粗糙;樺木材料主要
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本文編號:2775828
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