生物质高温富氧气化的数值模拟与实验验证

发布时间：2025-05-27 00:06

　　化石能源的大量消耗引起了能源危机和环境问题。生物质以总量丰富、低污染性和可再生性等特点被看作是理想的替代能源。气化制气是利用生物质的一个重要发展方向。目前生物质气化系统存在气化效率偏低、产气热值不高和焦油含量高等问题,导致生物质气化技术的经济性差。针对上述一系列问题,流化床低温气化与熔融炉高温气化相结合的两段式高温富氧气化技术应运而生。针对两段式气化技术,本文对其气化过程进行数值模拟,获得了生物质两段式气化特性。本文以自建的两段式气化中试系统为研究对象,分别对流化床低当量比气化和熔融炉高温气化进行数值模拟。在建模过程中,以欧拉-欧拉模型为基础,气相选择k-ε湍流模型,固相采用颗粒动力学理论,选择Gidaspow曳力模型描述气固两相曳力作用,应用Guun的经验公式描述气固两相之间的热量传递,同时建立焦炭非均相反应和气体均相反应的子模型,并考虑焦油的裂解,选择适用于生物质气化的化学反应动力学参数,最终得到生物质高温富氧气化的三维综合计算模型。流化床低当量比气化数值模拟研究结果表明:在密相区,温度分布相对均匀;在稀相区,温度分布呈现中间低两侧高。在流化床底部,CO、CO2、H2、CH4的浓度很...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１上吸式固定床气化炉原理图

投入市场应用的气化炉具有多种形式，包括固定床和流化床。??固定床气化炉的床层比较静止，化学反应基本按层发生。按照气化剂与原料的相对运??动方向不同，固定床气化炉主要包括上吸式和下吸式，如图１－１和１－２所示。??叫?叫丨气化剖??ＴＴ?＾?Ｔ￣Ｔ??｜?Ｉ?Ｉ??ｍ?ｍ??ｐｉ駿....

图１－２下吸式固定床气化炉原理图??上吸式固定床气化炉中，气化剂由下往上流动，原料由气化炉顶部进入，气化产生的??

投入市场应用的气化炉具有多种形式，包括固定床和流化床。??固定床气化炉的床层比较静止，化学反应基本按层发生。按照气化剂与原料的相对运??动方向不同，固定床气化炉主要包括上吸式和下吸式，如图１－１和１－２所示。??叫?叫丨气化剖??ＴＴ?＾?Ｔ￣Ｔ??｜?Ｉ?Ｉ??ｍ?ｍ??ｐｉ駿....

图１－３鼓泡流化床气化炉原理图

气化产气中焦油含量相对少，但灰分多、产气热值低。但是因为下吸式气化炉具有结构简??单，运行方便，费用较低等优点，所以其在小型生产中得到了广泛的应用［１４＿１５］。??流化床气化炉主要包括鼓泡流化床和循环流化床，如图１－３和１－４所示［？１７］。在流化??．?床气化炉中，气化剂从下....

图１－４循环流化床气化炉原理图??根据选用不同气化介质，生物质气化包括四种：空气气化、氧气气化、水蒸气气化以??合化

气化产气中焦油含量相对少，但灰分多、产气热值低。但是因为下吸式气化炉具有结构简??单，运行方便，费用较低等优点，所以其在小型生产中得到了广泛的应用［１４＿１５］。??流化床气化炉主要包括鼓泡流化床和循环流化床，如图１－３和１－４所示［？１７］。在流化??．?床气化炉中，气化剂从下....

本文编号：4047191