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随着广大农村地区人们生活水平的不断提高,对能源需求量日益加大,导致我国农村燃用煤炭、天然气等费用攀升,直接影响农民的生活用能成本。生物质气化技术的应用可有效解决这一尴尬问题,但这项技术在为人类所利用的同时却带来另一个隐患—焦油的处理。焦油处理不当不但污染环境,对操作人员也会构成威胁。本论文提出了对气化后粗燃气降温冷凝、焦油热裂解方案,该方案可以有效去除焦油,降低焦油的污染,它的开发和应用从理论的角度来讲,极大的丰富了焦油的研究,具有一定的学术价值,在实际的工程应用中也有一定的指导作用。文中通过基础理论分析、FLUENT数值模拟并通过实验验证三种方法相结合,对焦油换热冷凝装置和高温裂解性能进行研究,主要研究成果如下:(1)气化炉设计为双室结构,有效过滤粗燃气中的灰分,生物质气出炉后经过水冷换热装置冷却燃气中焦油,利用三维软件Pro/ENGINEER5.0建立粗燃气冷凝模型;简化粗燃气冷凝模型为二维模型并在GAMBIT2.1软件划分网格,然后进行FLUENT数值模拟,并对结果分析;同时设计了自动刮板装置收集焦油。(2)分析了喷嘴结构对整个系统除焦性能的影响,从而设计了高温条件下裂解焦油的装置—低压扩散自然引风式燃烧器;建立燃烧器模型并进行数值模拟,分析燃气流量v、喷嘴直径d、喷嘴距壁面距离L对裂解燃烧性能的影响;采用正交试验,研究三个因素对焦油裂解壁面面积的影响。(3)对正交试验结果进行实验测试,实验结果与理论计算和数值仿真结果一致,验证模型的合理性和正确性。综合表明:三个影响因素中,喷嘴直径d对燃烧的影响最大,壁面的距离L次之,燃气流量v最小。当喷嘴直径d=4mm,壁面距离L=18mm,燃气流量v=0.10m3/h时焦油裂解壁面面积达到最大值,4个燃烧装置均匀排列时焦油能够完全裂解。通过实验验证得到优化参数的正确性,优化后的焦油裂解面积实验值和数值模拟值误差在3%以内,达到了预期的效果。