生物质热裂解产物收集系统对生物油特性影响及产物应用研究

发布时间：2025-06-28 05:20

　　随着煤和石油等化石燃料的日益减少和温室气体排放导致的全球变暖问题日趋严重，生物质作为一种清洁、可再生能源日益受到人们的重视。生物质热裂解是生物质材料在无氧或缺氧、常压和中低温（300-500℃）条件下发生裂解的一种热化学转换技术，其中快速热裂解可制得生物油，慢速热裂解可制得生物炭。生物油的化学成分和性质与石油燃料截然不同，生物油是一种复杂含氧有机化合物与水组成的混合物，包括了几乎所有化学类别的有机物，如醚、酯、醛、酮、酚、醇和有机酸等。生物油具有含水量高、pH值低、热值低等特点。本文首先采用数值模拟研究方法确定流化床反应器载气流速，研究热裂解产物收集系统（多级冷凝系统和热蒸汽过滤器）对生物油理化特性的影响，然后进行了生物油/柴油乳化和生物油重整制氢应用研究，最后对生物炭制取及生物炭燃烧动力学进行了机理研究。本研究对于提高生物油品质，开拓生物油和生物炭的应用途径具有指导意义。 使用数值模拟软件FLUENT研究了流化床反应器载气流速与压降之间的关系，结果表明当载气流速较小时砂子流化状况不好，但当流速太大时，砂子会被吹散，在载气流速0.15m/s时，流化床反应器鼓泡良好，可以将砂子的体积分...

【文章页数】：164 页

【学位级别】：博士

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摘要 ABSTRACT 第一章 绪论
1.1 引言
1.2 生物质能源的介绍
    1.2.1 生物质能源的概念
    1.2.2 生物质能源的潜能
1.3 生物质热裂解制取生物油技术
    1.3.1 生物质热裂解制取生物油的概念
    1.3.2 生物质热裂解工艺及分类
1.4 生物质热裂解数值模拟
    1.4.1 数学模型
    1.4.2 数学方程
    1.4.3 CFD在生物质热裂解中的应用
1.5 生物油的应用
    1.5.1 生物油/柴油乳化
    1.5.2 生物油/水蒸气重整制氢
1.6 生物炭应用研究
1.7 本文研究的意义和主要研究内容 第二章 流化床反应器冷态流动过程数值模拟研究
2.1 前言
2.2 数值模拟前处理软件及数学模型
    2.2.1 网格的生成
    2.2.2 数值模拟数学模型
2.3 结果与讨论
    2.3.1 流化床反应器数值模拟研究
    2.3.2 流化床反应器冷态试验研究
2.4 本章小结 第三章 多级冷凝系统对生物油理化特性影响研究
3.1 引言
3.2 材料与方法
    3.2.1 试验原料
    3.2.2 试验设备
    3.2.3 分析方法
3.3 结果与讨论
    3.3.1 多级冷凝器温度变化趋势
    3.3.2 生物油特性分析
    3.3.3 不可冷凝气体成分分析
    3.3.4 生物炭分析
3.4 本章小结 第四章 热蒸汽过滤器对生物油理化特性影响研究
4.1 引言
4.2 原料与试验方法
    4.2.1 试验原料
    4.2.2 试验设备
    4.2.3 分析方法
4.3 结果与讨论
    4.3.1 热重分析
    4.3.2 生物油特性分析
    4.3.3 不可冷凝气体成分分析
    4.3.4 生物炭特性分析
4.4 本章小结 第五章 生物油/柴油乳化及生物油催化重整制氢研究
5.1 生物油/柴油乳化研究
    5.1.1 前言
    5.1.2 材料和方法
    5.1.3 结果与讨论
    5.1.4 小结
5.2 生物油催化重整制氢
    5.2.1 前言
    5.2.2 材料和方法
    5.2.3 结果与讨论
    5.2.4 小结 第六章 生物质热裂解制取生物炭研究
6.1 前言
6.2 原料与试验方法
    6.2.1 试验原料
    6.2.2 试验设备
    6.2.3 研究方法
6.3 结果与讨论
    6.3.1 生物炭特性分析
    6.3.2 可燃气分析
    6.3.3 生物油分析
6.4 本章小结 第七章 生物炭燃烧动力学研究
7.1 前言
7.2 生物炭燃烧实验
    7.2.1 原料特性
    7.2.2 生物炭热重分析实验
7.3 生物炭燃烧动力学研究
    7.3.1 动力学研究方法
    7.3.2 主曲线法确定动力学模型
7.4 本章小结 第八章 论文结论、创新点及展望
8.1 主要研究结论
8.2 论文创新点
8.3 后续工作展望 参考文献 致谢 成果 上海交通大卞学位论文答辩决议书



本文编号：4054487