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生物质气化反应器模拟研究与分析

吴月石

  气化炉是生物质气化系统的核心部件,开发清洁高效的气化炉对生物质气化技术在我国农村地区的推广应用有着重要的意义。本文对棉秸秆、稻壳、木屑三种典型农村生物质原料进行了热重实验分析,研究了物料重量随温度的变化情况。实验结果表明三种生物质原料的挥发份开始析出温度一致,热解完全时对应的温度约在300℃-350℃之间,热解温度范围较窄,挥发份释放的持续时间较短,释放速率较快。 根据燃烧学、流体动力学、传热传质学等原理,借助prePDF软件模拟燃料流的组成、生成可燃气体的含量以及气化反应温度随燃料混合分数不同的变化情况。基于Fluent软件平台,导入prePDF文件,加入化学反应对气化炉流场的影响,对生物质在流化床及固定床两种不同炉型内的温度、压力、颗粒轨迹及生成燃气情况进行了数值模拟与实验测试。模拟结果表明,数值计算与设计及测试结果吻合性较好,说明prePDF模型及k-ε双方程计算模型配合使用对流化床及固定床同样适用。CO及H2在裂解区开始生成。这一模型对今后气化炉设计及优化改造有一定指导作用。 本论文对天津市示范项目使用的固定床气化炉进行了物料适应性模拟。结果表明该气化炉对棉秸秆、木屑的适应性较好;以稻壳为原料进行气化,则需要对该固定床气化炉进行改造。……   
[关键词]:生物质气化;热重;气化炉;数值模拟;物料适应性
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:天津大学2010年
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