基于無焰氧化的生物質(zhì)氣化特性實驗及其數(shù)學模型.pdf

1、現(xiàn)有生物質(zhì)氣化技術(shù)存在合成燃氣熱值較低的問題，為此本文基于無焰氧化的機理提出了一種新的生物質(zhì)氣化方法，對該氣化方法的實現(xiàn)條件、宏觀物理特征和氣化規(guī)律進行了探索和研究，并建立了適用于該氣化方法的數(shù)學模型。
　　 首先，根據(jù)實驗?zāi)康脑O(shè)計了氣化實驗臺，應(yīng)用木質(zhì)顆粒進行氣化實驗，研究了氣化劑溫度和氧氣體積分數(shù)對顆粒反應(yīng)速率、顆粒反應(yīng)完全程度和合成燃氣成分的影響規(guī)律，結(jié)果表明:在氣化劑溫度為1123K，氧氣體積分數(shù)分別為8％和21％的條件

2、下，顆粒反應(yīng)迅速且反應(yīng)完全;隨著氣化劑的溫度的升高，CO的體積分數(shù)增大，而CO2、CH4和H2的體積分數(shù)基本不變，燃氣的熱值增大;氣化劑中氧氣體積分數(shù)從8％增大到35％的過程中，CO的體積分數(shù)先增大后顯著減小。綜合考慮顆粒反應(yīng)速率、顆粒反應(yīng)完全程度和合成燃氣的品質(zhì)，要想實現(xiàn)基于無焰氧化的生物質(zhì)氣化方法，氣化劑溫度至少高于1123K，氣化劑氧氣體積分數(shù)保持在8％-15％的范圍。
　　 其次，依據(jù)實驗結(jié)果，基于物料平衡、化學平衡和能

3、量平衡，建立了一種適用于該氣化技術(shù)的氣化數(shù)學模型，并應(yīng)用本模型對木質(zhì)顆粒的氣化反應(yīng)進行了計算，分析了不同氣化溫度和氣化劑組分含量條件下該氣化方法的氣化規(guī)律，結(jié)果表明:氣化溫度越高，氣化效率和合成燃氣的熱值越大;氣化劑中O2的體積分數(shù)由8％增加到15％的過程中，合成燃氣的熱值逐漸增大，但是氣化效率逐漸減小;往氣化劑中通入適當?shù)腃O2有利于CO的生成和合成燃氣熱值的提高，最佳的CO2體積分數(shù)為2％左右;H2O(g)體積分數(shù)由10％增大到25