基于生物质气化的绿色甲醇制备系统性能分析 被引量：1

1

作者 李博 孙昊 +3 位作者 陈衡 王奕楠 孙颖 刘文毅 《现代化工》 CAS 北大核心 2025年第1期232-238,共7页

为提升生物质制备甲醇的效率并减少碳排放,提出了一种基于生物质秸秆气化的绿色甲醇制备系统。该系统以生物质为碳源,利用碱性电解水制取绿氢,并形成调节合成气制备绿色甲醇。通过Aspen Plus模拟系统流程,结果表明,虽然电解水增加了厂... 为提升生物质制备甲醇的效率并减少碳排放,提出了一种基于生物质秸秆气化的绿色甲醇制备系统。该系统以生物质为碳源,利用碱性电解水制取绿氢,并形成调节合成气制备绿色甲醇。通过Aspen Plus模拟系统流程,结果表明,虽然电解水增加了厂用耗电量,但新提出的系统在碳转化率和综合能源效率方面均得到显著提升,分别为65.41%和69.47%。系统的[火用]效率为67.26%,显示该系统对有效能的利用率较高。系统动态回收周期为8.62 a,净现值为210.11万美元,单位产品能耗量为4.07 MWh,且单位能耗二氧化碳排放量低至0.04 t/GJ,表明该系统在经济效益以及环境保护方面具有一定优势。 展开更多

关键词 生物质气化 绿色甲醇 热力学性质 数值模拟 效益评估

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高长径比生物质圆柱颗粒阻力模型的直接数值模拟研究

2

作者 汪靖良 江茂强 +4 位作者 方庆艳 马仑 马启磊 彭志福 殷春根 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第11期4372-4382,I0021,共12页

生物质颗粒常用于煤粉锅炉掺烧发电,颗粒呈现为大粒径和长圆柱体的特点,目前缺乏这类颗粒相关的阻力模型。该文针对常用生物质秸秆颗粒(长径比为L/D=9:1的长圆柱体),采用开源计算流体力学软件OpenFOAM对固定颗粒绕流特性及阻力模型开展... 生物质颗粒常用于煤粉锅炉掺烧发电,颗粒呈现为大粒径和长圆柱体的特点,目前缺乏这类颗粒相关的阻力模型。该文针对常用生物质秸秆颗粒(长径比为L/D=9:1的长圆柱体),采用开源计算流体力学软件OpenFOAM对固定颗粒绕流特性及阻力模型开展直接数值模拟研究,在较宽雷诺数(10≤Re≤800)和入射角(0°≤θ≤90°)范围内,拟合阻力系数(C_(D))的新关联式。结果表明:1)在雷诺数范围为(500≤Re≤800)及入射角度θ≤15°时,圆柱绕流呈现不稳定状态。圆柱体投影面积在θ=15°达到最大后开始减少,而入射角的变化,导致背风面形成较小的回流区,从而减小颗粒表面上的压力差,C_(D)随入射角的增大而减少。而雷诺数的增加同样使得压差阻力变小,因此C_(D)呈现递减趋势;2)对于长圆柱体颗粒,Hölzer和Sommerfeld的一般关联式在0°<θ<90°中间角度的阻力系数估计过高,其程度随着雷诺数的增加而加剧;3)新拟合阻力关联式与原始数据平均相对误差为1.8%,均方误差(mean squared error,MSE)为6.7×10^(-2),为长圆柱体生物质大颗粒气固两相动力学提供更精确的阻力模型。 展开更多

关键词 圆柱体颗粒 高长径比 生物质 阻力系数 数值模拟

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气流床气化过程多结构单颗粒煤焦燃烧-气化反应特性数值模拟研究 被引量：3

3

作者 赵文静 郭庆华 +3 位作者 龚岩 宋旭东 王辅臣 于广锁 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期24-33,共10页

煤气化技术是现代煤化工的核心技术,气流床气化炉内的高温颗粒是气化反应过程的重要载体,其反应特性与其粒径、孔隙率及在气化炉内所处的反应环境密切相关。目前针对炉内颗粒开展的实验研究均需借助可视化装置,受到了气化炉内复杂的环... 煤气化技术是现代煤化工的核心技术,气流床气化炉内的高温颗粒是气化反应过程的重要载体,其反应特性与其粒径、孔隙率及在气化炉内所处的反应环境密切相关。目前针对炉内颗粒开展的实验研究均需借助可视化装置,受到了气化炉内复杂的环境、高温内窥镜光路尺寸、内窥镜前端镜片抗颗粒污染能力及成像系统有效分辨率等诸多条件的限制。采用CFD数值模拟的方法,能够在更微小层面和颗粒内部对颗粒燃烧-气化反应过程进行研究,直观观测其行为特性。将颗粒设置为实心结构、凹孔结构和突起结构,比较了三种结构颗粒在不同环境温度和气固两相相对速度条件下的燃烧-气化反应特性。模型验证表明该模型能有效描述单颗粒煤焦反应特性。结果表明:不同结构颗粒模型有相似的火焰形态和温度分布特征,环境温度升高和气固两相相对速度增加均会使颗粒整体反应程度增加,气固两相相对速度对颗粒火焰形态和颗粒内部温度梯度的影响更大;随着气固两相相对速度的增加,结构对颗粒反应特性的影响更加明显;增大接触面积并不总是有利于颗粒整体反应的进行。 展开更多

关键词 颗粒结构 单颗粒模型 煤焦燃烧-气化 颗粒反应特性 数值模拟

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多元固体废弃物颗粒微波辅助热解过程的多场耦合分析 被引量：1

4

作者 苗晖 王文亮 +7 位作者 付祎帅 陈育彤 王紫薇 崔洋怡 刘宇晨 姚佳远 潘佳文 李新平 《陕西科技大学学报》 北大核心 2024年第4期11-16,24,共7页

利用COMSOL有限元软件对多元固体废弃物颗粒的微波辅助热解过程进行了模拟,研究了多元颗粒组成、不同颗粒粒径对热解过程中的电场和温度场分布的影响,并通过实验对模型进行了验证.结果表明:多元颗粒组成在热解过程中会对温度场造成显著... 利用COMSOL有限元软件对多元固体废弃物颗粒的微波辅助热解过程进行了模拟,研究了多元颗粒组成、不同颗粒粒径对热解过程中的电场和温度场分布的影响,并通过实验对模型进行了验证.结果表明:多元颗粒组成在热解过程中会对温度场造成显著影响,且不同颗粒间存在界面极化效应,接触面电场强度及加热速率都显著大于其余界面,有利于提高多元固体废弃物颗粒的介电损耗能力,增强多元固体废弃物颗粒对微波的吸收效率.而颗粒粒径对腔体电场强度及分布影响较小,增大颗粒的粒径会降低颗粒的升温速率.通过验证实验(微波功率800 W,加热时间240 s)证明了数值模拟结果与实验升温速率结果保持良好的一致性.此外,实验多元固体废弃物颗粒微波辅助热解产物为热解气(54.6 wt%)、热解油(26.0 wt%)以及热解炭(22.4 wt%). 展开更多

关键词 微波辅助热解 多元颗粒 固体废弃物 数值模拟

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硬木热解过程中颗粒内部二次反应的数值研究 Ⅱ.数值模拟结果 被引量：7

5

作者 余春江 骆仲泱 +2 位作者 王树荣 方梦祥 岑可法 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期413-417,共5页

为了研究生物质 (硬木 )热解过程中颗粒内部的二次反应 ,对流化床环境下单颗粒生物质热解模型进行了求解。计算针对典型大颗粒和典型小颗粒在流化床反应器反应条件下的热解过程 ,对不同大小颗粒内部各种产物的生成、消耗、积累以及逃逸... 为了研究生物质 (硬木 )热解过程中颗粒内部的二次反应 ,对流化床环境下单颗粒生物质热解模型进行了求解。计算针对典型大颗粒和典型小颗粒在流化床反应器反应条件下的热解过程 ,对不同大小颗粒内部各种产物的生成、消耗、积累以及逃逸行为进行了定量描述。计算结果表明 :对于直径为 2mm的小颗粒 ,颗粒内二次裂解的份额可以忽略 ,但是对于直径 10mm的大颗粒 ,热解过程中有超过 2 0 %的一次焦油参加了颗粒内部二次反应 ,颗粒内二次裂解显著地改变了热解产物分布 。 展开更多

关键词 颗粒内部 二次反应 生物质 硬木 热解 二次裂解 数值模拟 木材 产物分布

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大颗粒生物质高温热解模型的建立及数值模拟 被引量：9

6

作者 齐国利 董芃 +1 位作者 张玉 谈和平 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1058-1063,共6页

通过对生物质理化特性和热解机理的深入分析,建立了高温条件下生物质热解模型。耦合生物质热解化学反应动力学方程和传热方程,用四阶龙格库塔法和三角追赶法求解,并将计算结果与文献中的实验数据进行对比。模拟结果表明:在径向位置颗粒... 通过对生物质理化特性和热解机理的深入分析,建立了高温条件下生物质热解模型。耦合生物质热解化学反应动力学方程和传热方程,用四阶龙格库塔法和三角追赶法求解,并将计算结果与文献中的实验数据进行对比。模拟结果表明:在径向位置颗粒中心温度的增加速率比表面的增加速率高;随着颗粒粒径的增加,生物质热解完成所需的时间加长;大分子焦油在1273K以上才开始快速裂解,温度越高裂解速率越快,当温度达到1673K时,大分子焦油几乎裂解完全。 展开更多

关键词 生物质 高温 热解 数值模拟

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基于Fluent的固定床生物质气化炉冷态压力场研究 被引量：8

7

作者 孙宏宇 董玉平 +2 位作者 周淑霞 董磊 景元琢 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期94-97,104,共5页

以下吸式固定床生物质气化炉物理模型为研究对象,应用流体仿真软件Fluent,对冷态气化炉在单、双层气化剂配风工况下的床层压力场进行仿真研究。通过气化炉多点测压实验,对仿真结果进行验证。利用欧拉-拉格朗日方法分析气化炉冷态流场分... 以下吸式固定床生物质气化炉物理模型为研究对象,应用流体仿真软件Fluent,对冷态气化炉在单、双层气化剂配风工况下的床层压力场进行仿真研究。通过气化炉多点测压实验,对仿真结果进行验证。利用欧拉-拉格朗日方法分析气化炉冷态流场分布特性,根据伯努利方程说明气化炉床层压力场的变化原因。结果表明,仿真与实验结果的误差值在2.5%以内,气化剂配风工况的变化改变了炉内流场,双层气化剂配风使氧化层压力场平均值为14.98 kPa,高于单层配风工况,且轴向压力分布均匀。 展开更多

关键词 生物质气化 下吸式气化炉 数值模拟 气化压力

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BGL煤气化动力学模型构建与验证 被引量：3

8

作者 张利合 张凡 +3 位作者 李昌伦 许德平 徐振刚 王永刚 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期4668-4678,共11页

在目前节能减排需求下,针对BGL煤气化技术的装备研发与性能优化正越来越受重视。BGL煤气化性能分析和预测仍主要采用平衡模型和整体反应模型,但在预测准确度上仍显不足。本文针对BGL煤气化过程,改进缩核模型,将碳核细分为界面反应区和... 在目前节能减排需求下,针对BGL煤气化技术的装备研发与性能优化正越来越受重视。BGL煤气化性能分析和预测仍主要采用平衡模型和整体反应模型,但在预测准确度上仍显不足。本文针对BGL煤气化过程,改进缩核模型,将碳核细分为界面反应区和内部反应区,改善了模型适应性。煤热解气最终产率和组成预测采用装置标定数据和热解数据相结合预测,简化了迭代寻优过程。煤热解层高度预测采用通用热解动力学模型,计算值为1.22 m,较符合实际情况。本文构建的BGL煤气化一维模型计算结果表明:粗煤气组成计算值与标定校核值很接近;烧嘴邻近区气相温度2012℃,颗粒相温度1978℃,与经验估测值一致;粗煤气出口温度549℃,实测粗煤气出口温度约538℃。 展开更多

关键词 煤气化 热解 改进缩核模型 反应动力学 数值模拟

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生物质流化床气化反应过程数值模拟 被引量：2

9

作者 郭飞强 董玉平 +1 位作者 景元琢 董磊 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期127-130,183,共5页

建立了二维生物质流化床气化炉模型,模型包括气相质量、动量和能量守恒,热解过程动力学采用一步反应模型,气固均相与非均相反应采用物质输送模型,重点考察了颗粒在炉内的运动和热解气化过程,分析了温度和当量比对燃气组分的影响,并对模... 建立了二维生物质流化床气化炉模型,模型包括气相质量、动量和能量守恒,热解过程动力学采用一步反应模型,气固均相与非均相反应采用物质输送模型,重点考察了颗粒在炉内的运动和热解气化过程,分析了温度和当量比对燃气组分的影响,并对模拟结果与实验结果进行对比验证。结果表明:颗粒在炉内的运行时间约为2.15 s,0.8 s左右时颗粒进入稳定的流化环境;CO2和CH4摩尔分数沿y轴方向逐渐将低,而CO和H2摩尔分数沿y轴方向不断增加。在不同温度和当量比条件下,模拟所获得的H2、CO、CH4和CO2摩尔分数与实验结果具有良好的一致性。 展开更多

关键词 生物质 颗粒 热解气化 数值模拟

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BGL气化过程中煤热解特性数值分析与研究 被引量：2

10

作者 张利合 许德平 +1 位作者 徐振刚 王永刚 《矿业科学学报》 CSCD 2023年第2期232-241,共10页

厘清煤颗粒热解的内部温度变化和挥发分析出规律,是优化炉体结构和操作参数、进一步提升BGL煤气化经济性的基础。本文通过剖析BGL煤气化热解过程构建了煤颗粒热解模型,并利用文献实验数据验证了模型合理性。模型求解采用解耦算法,其中... 厘清煤颗粒热解的内部温度变化和挥发分析出规律,是优化炉体结构和操作参数、进一步提升BGL煤气化经济性的基础。本文通过剖析BGL煤气化热解过程构建了煤颗粒热解模型,并利用文献实验数据验证了模型合理性。模型求解采用解耦算法,其中传热模型采用追赶法,热解动力学模型采用4阶单步递推法,环境温度由移动床一维模型计算。模拟结果表明:BGL煤气化热解终温较高,颗粒内部径向温度变化大;粒径取10mm,热解终温计算值1372K,煤颗粒表面和中心温差峰值计算值338K;粒径取40mm,相应计算值分别为1412K和381K;煤颗粒挥发分析出过程与气固非催化缩核反应过程相似,印证了煤热解过程受传热过程控制;热解动力学的描述以FZ通用热解模型适应性更好;移动床一维模型预测BGL煤气化热解层高度时,热解蒸发模型优于FZ通用热解模型,预测值为0.6165m,与搅拌器运行情况相符。 展开更多

关键词 BGL煤气化 煤颗粒 热解 数值模拟

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基于BP神经网络的生物质固定床热解气化过程模拟 被引量：3

11

作者 闵凡飞 张明旭 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期161-166,共6页

为研究生物质的热解气化规律,基于BP人工神经网络原理,利用Matlab神经网络工具箱,以试验得到的两种生物质54组试验数据作为样本,建立了以停留时间、水分、温度、催化剂种类和催化剂用量为输入变量,气、液、固产物产率和不同种类气体组... 为研究生物质的热解气化规律,基于BP人工神经网络原理,利用Matlab神经网络工具箱,以试验得到的两种生物质54组试验数据作为样本,建立了以停留时间、水分、温度、催化剂种类和催化剂用量为输入变量,气、液、固产物产率和不同种类气体组成为输出变量的生物质固定床热解气化过程模型。模型输出的7个变量的预测结果与试验数据吻合较好,证明该模型对生物质热解气化过程模拟的可行性和有效性。 展开更多

关键词 BP神经网络 生物质 固定床 热解气化 过程模拟

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旋风除尘器内生物质飞灰颗粒浓度分布特性研究 被引量：3

12

作者 姚锡文 许开立 +3 位作者 张秀敏 徐青伟 李力 李季硕 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期147-152,共6页

鉴于生物质气化站旋风除尘器内飞灰颗粒的浓度较高且难以测量,其分离效率与高温强旋湍流场密切相关,为获得其内部飞灰颗粒的浓度分布特性,研究分离效率与生物质燃气温度及其速度的关系,借助计算流体力学（CFD）软件,并结合气化站旋风除... 鉴于生物质气化站旋风除尘器内飞灰颗粒的浓度较高且难以测量,其分离效率与高温强旋湍流场密切相关,为获得其内部飞灰颗粒的浓度分布特性,研究分离效率与生物质燃气温度及其速度的关系,借助计算流体力学（CFD）软件,并结合气化站旋风除尘器的特点建立仿真模型;然后以气化炉产出的高温燃气为研究对象,应用气体-颗粒耦合模型对风流-飞灰的耦合运移情形进行数值研究。结果表明：旋风除尘器环形空间内出现＂顶灰环＂现象;筒体空间对飞灰的分离能力明显优于环形空间;锥体和筒体内颗粒浓度分布曲线为两边高、中间低的浴盆曲线;燃气温度升高,飞灰在同一径向位置的浓度升高;旋风除尘器分离效率有随燃气进口速度的增加而先增高后降低的趋势。 展开更多

关键词 生物质飞灰 旋风除尘器 高温流场 颗粒浓度分布 数值模拟

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下吸式固定床生物质气化温度场和组分场分布特性 被引量：3

13

作者 盖超 董玉平 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期91-96,共6页

首先采用多维数值模拟方法解析了下吸式固定床反应器生物质气化反应的发展过程,并通过主动配气下吸式固定床的气化试验结果验证了该数值解析方法的可行性。在此基础上,解析了气化过程中炉内温度场和组分场的分布特性。结果表明,空气当量... 首先采用多维数值模拟方法解析了下吸式固定床反应器生物质气化反应的发展过程,并通过主动配气下吸式固定床的气化试验结果验证了该数值解析方法的可行性。在此基础上,解析了气化过程中炉内温度场和组分场的分布特性。结果表明,空气当量比RER是影响下吸式固定床气化过程气化特性的重要因素,并且对于炉内温度场分布和气化产气组分场的最优取值范围为0.24～0.28。 展开更多

关键词 生物质 固定床 气化 温度场 组分场 数值模拟

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单个生物质炭颗粒气化过程的数值模拟 被引量：1

14

作者 薛爱军 潘继红 +1 位作者 田茂诚 张冠敏 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1282-1289,共8页

建立下吸式气化炉中单个生物质炭颗粒的一维、准稳态的气化模型,该模型耦合了传热、传质方程和炭颗粒气化化学反应动力学方程,利用Fredholm积分转换,将常微分方程变成非线性方程组,用Matlab进行求解。运用文献中的试验结果对模型进行对... 建立下吸式气化炉中单个生物质炭颗粒的一维、准稳态的气化模型,该模型耦合了传热、传质方程和炭颗粒气化化学反应动力学方程,利用Fredholm积分转换,将常微分方程变成非线性方程组,用Matlab进行求解。运用文献中的试验结果对模型进行对比验证,该模型能够较好地预测CO_2-H_2O-N_2还原环境下的炭颗粒转换速率。利用该模型对下吸式气化炉还原区的炭颗粒的气化过程进行模拟分析,计算出还原区的传热系数和传质系数,对炭颗粒内部的温度、浓度、炭转换速率及完全反应的时间进行分析,为整个下吸式气化炉还原区的数值模拟提供条件。 展开更多

关键词 下吸式气化炉 气化过程 数值模拟 单个生物质炭颗粒 还原区

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固定床气化炉中心管配风压力场数值模拟 被引量：2

15

作者 孙宏宇 董玉平 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期117-121,共5页

气化剂配风工艺的改变可对气化过程中炉内温度产生影响,经过对比测温实验得到中心管配风工况下床层温度高于双层配风工况。应用Fluent软件对不同配风工艺下气化炉压力场进行模拟分析,根据燃烧学理论找出热解层压力对气化反应的影响因素... 气化剂配风工艺的改变可对气化过程中炉内温度产生影响,经过对比测温实验得到中心管配风工况下床层温度高于双层配风工况。应用Fluent软件对不同配风工艺下气化炉压力场进行模拟分析,根据燃烧学理论找出热解层压力对气化反应的影响因素,结果表明:气化剂中心管供给降低了气化炉热解层区域压力,且该工况下床层压力分布较均匀。热解层压力降低可增加挥发分析出量,加快反应速率,提高炉内温度,从床层压力角度诠释了气化炉实验结果,最后通过误差分析方法检验了仿真结果的准确性。 展开更多

关键词 生物质气化炉 配风 数值模拟 气化压力

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生物质焦炭颗粒气化过程模拟与分析 被引量：2

16

作者 杨建蒙 鲁许鳌 +2 位作者 徐刚 王洪远 郭志城 《热力发电》 CAS 北大核心 2020年第7期41-47,共7页

生物质能源的合理利用对减少环境污染和碳减排具有重要意义。本文利用气化过程的随机孔模型为工具,进行了半焦颗粒气化过程的数值计算,并对半焦气化的相关准则数进行了分析。结果表明:在1123 K气化温度下,颗粒半径小于0.26 mm时气化过... 生物质能源的合理利用对减少环境污染和碳减排具有重要意义。本文利用气化过程的随机孔模型为工具,进行了半焦颗粒气化过程的数值计算,并对半焦气化的相关准则数进行了分析。结果表明:在1123 K气化温度下,颗粒半径小于0.26 mm时气化过程由化学反应过程控制,颗粒半径在0.26~1.45 mm范围时由化学反应过程和CO2扩散过程共同控制,当颗粒半径大于1.45 mm时,由CO2扩散过程控制;气化温度在973~1223 K时,随温度升高,CO2的扩散过程对反应速率的影响逐渐增大,温度超过1223 K时,CO2扩散过程成为影响气化反应速率的主要因素。在实际气化中,可以采取减少焦炭粒径的方法加速气化过程,粒径应当控制在1.45 mm以下;如果颗粒粒径小于0.26 mm时可采取升高气化温度的方法加速气化,防止气化速率完全由CO2扩散过程控制;对于1 mm焦炭颗粒,应当保持气化温度低于1223 K。 展开更多

关键词 生物质 半焦气化 准则数 数值模拟 化学反应动力学 CO2扩散过程

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生物质气化焦油分离器气相流场数值模拟

17

作者 付双成 董连东 +2 位作者 邹鑫 程志平 袁惠新 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期133-137,共5页

根据焦油的物性和分离要求设计了一种适用于干法脱除焦油的新型焦油分离器,该焦油分离器同时具有冷却降温促焦油冷凝析出和分离焦油液滴的作用。通过对其气相流场的数值模拟发现,壁面降温对其内部的温度场影响明显,这是气体运动传热的... 根据焦油的物性和分离要求设计了一种适用于干法脱除焦油的新型焦油分离器,该焦油分离器同时具有冷却降温促焦油冷凝析出和分离焦油液滴的作用。通过对其气相流场的数值模拟发现,壁面降温对其内部的温度场影响明显,这是气体运动传热的结果。旋风分离器内气体温度随着周边气流下行温度逐渐降低,随着中心气流上行而逐渐升高,在径向呈现驼峰状分布。温度降低导致了气体密度增加和粘度减小,以及焦油液滴粘度增加,通过对焦油液滴分离理论和焦油的物性分析得出,壁面降温可以减小切割粒径,有利于提高生物质气化燃气中焦油的分离效率。 展开更多

关键词 生物质气化 焦油 分离器 数值模拟

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生物质气化风机套管采暖系统非稳态模拟

18

作者 闫放 许开立 张秀敏 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1017-1021,共5页

针对装设防火墙导致我国北方生物质气化站存在湿式净化装置冬季防冻的问题,提出了一种基于风机套管的余热回收系统.采用商用CFD软件Fluent以及k-ε模型对采暖效果进行非稳态数值模拟,结果表明,当进气口空气流速分别为9 m/s(供暖90 min后... 针对装设防火墙导致我国北方生物质气化站存在湿式净化装置冬季防冻的问题,提出了一种基于风机套管的余热回收系统.采用商用CFD软件Fluent以及k-ε模型对采暖效果进行非稳态数值模拟,结果表明,当进气口空气流速分别为9 m/s(供暖90 min后),13 m/s(供暖40 min后)满足防冻要求,证明了技术的可行性;同时模拟了进气口空气流速分别为5,9,13 m/s在不同时刻的采暖效果,得出增大风机风量可提高采暖效果、缩短达到防冻要求所需时间以及使得净化间内温度分布更加均匀,但风机风量不可无限增加,需要考虑规范对风速的限制以及能耗的增加. 展开更多

关键词 生物质气化 采暖 风机 套管 数值模拟

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基于CPFD方法的流化床生物质气化数值模拟 被引量：19

19

作者 任喜熙 陈祁 +3 位作者 杨海平 张世红 王贤华 陈汉平 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期5763-5773,共11页

基于计算颗粒流体动力学(CPFD)建立了三维鼓泡流化床水蒸气-空气混合气化的数值模型,并进行了模型验证,结果表明模拟和实验具有良好的一致性。在该模型的基础上,研究了气化炉内气体分布以及温度分布;同时探究了生物质属性(颗粒粒径、含... 基于计算颗粒流体动力学(CPFD)建立了三维鼓泡流化床水蒸气-空气混合气化的数值模型,并进行了模型验证,结果表明模拟和实验具有良好的一致性。在该模型的基础上,研究了气化炉内气体分布以及温度分布;同时探究了生物质属性(颗粒粒径、含水率、种类)以及操作条件(气化温度、床料高度)对气化特性的影响。结果表明,生物质颗粒粒径对气化性能的影响存在一个最优值,平均粒径为0.6 mm是最佳的;较高的含水率会降低可燃气体产量,不利于气化反应的进行;四种生物质中,锯末气化的效率最高、可燃气体产量最大、气体热值最高,稻壳仅次于锯末但其碳转化率高于锯末;提高气化温度可以增加可燃气体的比例、提高气化效率;而初始床层高度的变化可以改变H2/CO的比例。本实验为生物质水蒸气/空气气化提供了理论参考,有助于生物质原料的选取和处理,也有助于气化炉的放大和优化。 展开更多

关键词 生物质 气化 数值模拟 CPFD 流化床

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生物质气化燃气中固体颗粒物的恒温临氧热解机理研究 被引量：4

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作者 林娜 郎林 +2 位作者 刘华财 阴秀丽 吴创之 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期290-297,共8页

在固定床反应器中考察了不同气氛下PBG恒温热解特性的差异,结合XPS与^(13)C NM R等技术手段分析了400℃恒温热解条件下PBG固相产物的化学结构变化。结果表明,PBG在400℃恒温热解时,生物质气化燃气(BAG)与N_2气氛下更易生成焦油,其析出... 在固定床反应器中考察了不同气氛下PBG恒温热解特性的差异,结合XPS与^(13)C NM R等技术手段分析了400℃恒温热解条件下PBG固相产物的化学结构变化。结果表明,PBG在400℃恒温热解时,生物质气化燃气(BAG)与N_2气氛下更易生成焦油,其析出量分别为50.71与37.45 mg/g,而临氧燃气气氛(BAG+2%O_2)下焦油析出量仅为11.96 mg/g,说明适量O_2的存在可有效抑制焦油的生成。进一步进行化学结构分析表明,在燃气(BAG)恒温热解条件下,PBG主要发生以脱氢脱氧为主的芳香化缩聚反应,易形成焦油类的大分子多环芳烃;而在临氧燃气(BAG+2%O_2)恒温热解条件下,PBG表面的有机基团易与O_2发生表面氧化反应,生成表面含氧官能团,在一定程度上抑制了芳香环缩聚反应,进而有利于降低焦油类物质的产率。因此,在生物质气化燃气实际高温过滤过程中适当添加氧(如:2%O_2),可有效降低PBG焦油收率,且不会形成大分子多环芳烃,有助于解决粗燃气过滤的过滤介质堵塞问题。 展开更多

关键词 生物质气化 气化固体颗粒物 恒温热解 临氧氧化 高温过滤

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