生物质流化床两步气化试验及其能量和(火用)的研究

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1、生物质流化床两步气化试验及其能量和(火用)的研究ExperimentalandEnergyandExergyInvestigationofFluidizedBedTwo--stageGasificationofBiomass2014年6月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，

2、均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：}乐乡台色加l牛年6月f6曰学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位

3、论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生院办理。本学位论文属于不保密学位论文作者签名：警毒才伊竺加l牛年6月I‘日砰扩％轹嘭獬缉稚以y1：V，教硷驯训江苏大学硕士学位论文摘要随着化石燃料的日益减少以及在利用过程中对环境造成的巨大破坏，生物质能的资源化利用受到越来越多的重视。其中生物质气化工艺是一种非常重要的生物质热化学转化工艺，正在接受越来越多的关注。但目前生物质气化存在一些阻碍生物质气化技术大规模应用的难题，如生物质燃气热值偏低、焦油含量偏高等。因此，本文提出了生物质流化床两步气

4、化工艺。生物质流化床两步气化工艺将生物质燃气的生产过程分为相互耦合的燃烧和气化两个阶段，气化阶段所需的热量由燃烧阶段提供。煤的含碳量和灰熔点较高，燃烧时易在流化床反应器底部形成高温炭层，故能加速生物质燃气中的焦油裂解，使焦油的含量降低；燃烧和气化阶段分开进行，那么燃气不会被N：稀释，能获得中热值燃气。本文建立了上述所述的生物质流化床两步气化热态实验研究装置，以水蒸气为气化介质，首先探讨了操作参数对气化特性的影响。结果表明：生物质流化床两步气化工艺可长时间平稳、安全和可靠的运行，能稳定获得富含H2和CO的中热值燃气，

5、适合木屑，稻壳等多种生物质气化。生物质燃气组分中H2和CO的含量随温度的升高而增加，组分H2含量的最大值对应的生物质是木屑，而CO含量的最大值对应的生物质则是稻壳；水蒸气与生物质质量比(S愿)也是影响燃气低位热值和组分含量的重要参数。高的S／B值有利于燃气低位热值、组分H2和CH4含量的增加，但高的S／B值p1．59)是不利于合成气含量的增加的。在热态实验研究基础上，对流化床气化反应器进行了火用和能量的分析，从(火用)和能量的角度探讨操作参数对气化特性的影响。研究发现：同一条件下，木屑和稻壳相比，木屑具有较高的合成

6、气(火用)值、燃气(火用)值、合成气能量值以及燃气能量值；生物质燃气的主要组分对燃气(火用)值的贡献的顺序是Hz>CO>CH4>C02，组分H2、CI-14和CO的化学(火用)值均高于它们相应的物理(火用)值，但组分C02的化学(火用)值低于它相应的物理(火用)值；合成气及燃气的物理(火用)值、化学(火用)值以及总的(火用)值和能量值均随温度和S／B的增加而增加。生物质燃气及合成气的(火用)效率小于相应的能量效率。燃气的(火用)效生物质流化床两步气化试验及其能量和(火用)的研究率及能量效率随温度和S／B的增加而增加

7、；合成气的(火用)效率及能量效率随温度的升高也增加，但随S／B的增加，它们的值变化很小。本文所研究的生物质两步气化工艺较简单和运行成本较低，但能获得具有较高品质的生物质燃气。此外，为进一步利用生物质燃气合成二甲醚、甲醇以及制取H2等化学品创造了条件。因此，对此工艺的开发具有一定的学术和实用价值。关键词：生物质，流化床，两步气化法，化学(火用)，物理(火用)，(火用)效率，能量效率江苏大学硕士学位论文ABSTRACTWiththefossilresourcedecreasingandtheseriouspolluti

8、oncausedbyfossilfuelcombuaion，thebiomassenergyattractsmoreandmoreattention．Asakeythermochemicalconversiontechnologyofbiomassenergy，thermalgasificationtechnologyisanincreasingconcer