生物质两段式气化熔融燃烧耦合试验研究.pdf

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1、学校代码：10286分类号：TK6密级：公开UDC：621学号：150429生物质两段式气化熔融燃烧耦合试验研究研究生姓名：钟振宇导师姓名：金保昇申请学位类别工学硕士学位授予单位东南大学一级学科名称动力工程及工程热物理论文答辩日期2018年6月8日二级学科名称热能工程学位授予日期2018年6月19日答辩委员会主席杨宏旻评阅人S1800627S18006282018年6月13日硕士学位论文生物质两段式气化熔融燃烧耦合试验研究专业名称：动力工程及工程热物理研究生姓名：钟振宇导师姓名：金保昇本论文获国家科技支撑计划课题（2015BAD21B06）和国家国际科技合作专项项目（S2014ER

2、0016）资助。TWO-STAGECOUPLINGEXPERIMENTALSTUDYOFGASIFICATIONANDMELTINGCOMBUSTIONOFBIOMASSAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYZhongZhenyuSupervisedbyJinBaoshengSchoolofEnergy&EnvironmentSoutheastUniversityJune2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作

3、及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、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）》电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司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。除在保密期内的保密论文

4、外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师签名：日期：摘要摘要粮食作为我国的战略储备型资源，每年存储过程中由于潮湿造成大量经济损失。粮食烘干过程中，传统燃煤热风炉污染较大，效率较低，用生物质替代煤炭烘干粮食具有重要的研究意义。本文针对粮食烘干提出生物质两段式气化熔融燃烧技术，并针对稻草颗粒和稻壳开展相关试验研究。首先，利用鼓泡流化床对稻草颗粒和稻壳进行低温空气气化研究。分别分析温度、当量比和含水率对稻草气化特性、焦油裂解以及残炭成分的影响，并和稻壳

5、进行对比分析。结果表明：提高温度可以明显改善稻草气化效果，提高产气热值和气化效率，同时也能促进焦油裂解，提高固定碳转换率。增大当量比可以明显提高产气率，但同时会降低产气热值，气化效率先增大后减小，同时当量比增大可以降低产气中焦油浓度，提高固定碳转换率；相比而言，稻壳气化效果更佳，产气热值和气化效率以及固定碳转换率均高于稻草，焦油含量更低。增大含水率会削弱整体气化效果，气化效率以及固定碳转换率减小，产气热值降低，焦油含量有所下降。其次，利用热重分析仪对气化所得残炭的燃烧特性进行研究，对比原料和残炭之间不同之处，并分析不同气化条件对其气化残炭燃烧特性的影响。试验结果表明：相比于稻草和稻

6、壳原料而言，残炭呈现出单峰失重特征，着火温度较高，最大失重速率较低，着火性能较差。相比而言，增大气化当量比和减小原料含水率会降低残炭中挥发分含量，对于残炭着火性能具有一定削弱作用。最后，在实验室研究基础上，搭建如东生物质两段式气化熔融燃烧中试示范试验装置，进行冷态调试和稻草稻壳的热态试验研究，分析系统的稳定性和流化床当量比对于系统运行的影响。试验结果显示，流化床炉和旋风炉温度稳定性较好，流化床的气化特性与实验室所得规律较为一致，但整体效率更佳。旋风炉温度能稳定运行在1200℃以上，可以实现燃料的充分燃烧，稻草和稻壳不完全燃烧损失最低分别为0.17%和0.40%，对于二者灰分的捕集效

7、率最高分别可达92.49%和92.79%。燃料燃烧效率平均可以达到98%以上，在忽略散热损失的条件下，系统的整体热效率可以高达98.6%，热经济性较好，具有良好的推广价值。关键词：生物质；流化床；低温气化；旋风炉；燃烧IAbstractAbstractAsChina'sstrategicreserveresource,foodhascausedalotofeconomiclossesduetomoistureduringstorageeveryyear.Duetoth