【摘 要】
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为了应对能源危机和环境危机,可再生能源的开发和利用已经成为了未来能源结构的一种趋势。生物质作为可再生能源的重要组成,对其进行合理利用意义重大,生物质气化技术具有广
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为了应对能源危机和环境危机,可再生能源的开发和利用已经成为了未来能源结构的一种趋势。生物质作为可再生能源的重要组成,对其进行合理利用意义重大,生物质气化技术具有广阔的发展前景。气化反应器是生物质气化过程的核心装置,对反应器内部结构和反应进行研究有利于提高生物质气化的技术水平。本文主要分为气化反应器内的流动冷态数值模拟和气化反应数值模拟两个部分进行研究。在流动冷态数值模拟部分,主要研究了气化装置中不同布风板开孔率对布风板压降、固体颗粒浓度和床层压降的影响,通过对比和理论分析,选定最佳开孔率为3.4%。在最佳开孔率的基础上,探究不同曳力模型对气化装置中颗粒流化状态的影响,选定适宜装置的曳力模型为Syamlal-O’Brien模型。研究了不同速度对流化状态的影响,发现床层高度随速度的增大而增高,压降随速度的增大而增大。在气化反应数值模拟部分,以松树锯末和棉秸秆为研究对象,分别研究了不同空气当量比(0.19～0.27)以及反应中的温度变化对反应生成CO的影响,结果发现CO生成的变化规律不因原料的改变而变化;初始温度的升高在700K以内有利于CO的生成,超过700K则不再发生变化;最利于CO生成的壁面温度为1500K。进而对传统气化剂进行了改造,通过加入不同比例的CO2,发现CO2的加入有利于CO的生成,且生成量随温度的升高逐渐增多。
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