生物質(zhì)氣化實(shí)驗(yàn)及生物油加氫模擬研究.pdf

1、中國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，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(duì)這兩方面開展了研究。論文的第一部分是

2、關(guān)于一種新型下吸式氣化爐的實(shí)驗(yàn)研究，主要考察了當(dāng)量比(ER)等操作參數(shù)對(duì)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(duì)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(jí)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(duì)該氣化爐還原

3、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)238 mg/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(shí)達(dá)到最大，分別為4409 kJ/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(jí)氣化爐的

4、最佳ER為0.33-0.35，此時(shí)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300 mg/Nm3。
　　論文還對(duì)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(yǔ)言將加氫動(dòng)力學(xué)方程開發(fā)成動(dòng)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(duì)生物油模型化合物加