生物质气化炉内流动与燃烧过程研究
生物质能是一种理想的可再生能源，生物质能开发利用技术被认为是非常有效的节能减排手段，利用生物质来替代化石能源，对改善大气酸雨环境，减少大气中二氧化碳含量从而减少“温室效应”都有极大的好处。对生物质气化过程的深入研究有利于提高我国生物质气化转化技术水平，促进我国对生物质能源的开发利用，改善我国的大气及生态环境。论文基于上述目的，对生物质气化特性、小型生物质气化炉内流动和流化床气化模拟进行了研究。 首先，通过CFD软件对现有送风装置进行内部流场模拟，通过对流场的分析结果发现，单管式和平面式送风系统均不能实现均匀送风。经过研究，在气化炉内引入了气体分布器，通过对气体分布器内部的流场模拟结果的分析，发现分布器能更好的实现均匀送风的目的。 其次，本文采用CFD软件优化气固流化床分布板开孔率，然后采用最佳开孔率分布板，测量气-固流化床内局部固体浓度、床层压降等参数，根据对各参数的综合研究，确定最佳开孔率为6.47％。同时研究结果表明，随开孔率的增大，分布板压降和分布板附近形成气泡尺寸减小，颗粒流化质量降低。通过对Syamlal-O'Brien、Gidaspow和Wen&Yu三种曳力模型气、固速度的研究，考察三种曳力模型对流化状态的影响。 第三，根据文献中的实验结果，通过动力学模型预测最终气体组分，通过仿真分析外界气化条件改变对气化反应过程的影响，水蒸气与空气的输入量比值是影响炉内温度和气体组分的重要参数，水蒸气与空气的输入量比值的增加导致H2和CH4的分数增加，同时CO的含量降低。此结果与文献中的实验结果相吻合。 最后，通过理论分析和动力学模型简化对阴燃过程进行简要阐述，并对木屑颗粒以及木屑填充床进行能量衡算，结合连续性方程和动量方程建立起阴燃过程的数学模型，为阴燃过程的数值模拟研究奠定了基础。
生物质气化炉;流动特征;燃烧过程;数值模拟
东北大学
硕士
工程热物理
梁儒全
2011
中文
TK62
92
2014-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）