生物质化学工程 ›› 2021, Vol. 55 ›› Issue (2): 9-15.doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2021.02.002
收稿日期:
2020-01-06
出版日期:
2021-03-30
发布日期:
2021-03-23
作者简介:
程相文(1963-), 男, 河北唐山人, 教授, 博士, 主要从事数字化设计与制造研究; E-mail: chxw1963@126.com
Xiangwen CHENG1(), Lizhi LIU1, Rong WEI2
Received:
2020-01-06
Online:
2021-03-30
Published:
2021-03-23
摘要:
为研究下吸式固定床气化炉内多相反应流场对气化过程的影响,基于Fluent软件,建立欧拉-拉格朗日模型追踪秸秆颗粒运动,P1模型模拟气化过程的辐射传热过程,同时耦合化学反应,对下吸式秸秆气化炉气化特性进行了分析。结果表明:燃料系数0.26,秸秆颗粒粒径13 mm,在距离燃烧器底部出口4.85 m处,秸秆挥发分开始与气化剂发生燃烧反应,气化炉中心位置处的火焰温度升高,随后随着挥发分燃烧耗尽温度逐渐下降。秸秆颗粒粒径从10 mm增加到30 mm时,产生的H2、CO和CH4可燃气摩尔分数逐渐降低,但差距不大;颗粒粒径为40 mm时会出现秸秆颗粒未完全燃烧现象,导致可燃气体产量严重下降,气化炉内的温度分布不稳定。
中图分类号:
程相文, 刘丽智, 魏荣. 下吸式固定床气化炉的气化过程及气化特性模拟分析[J]. 生物质化学工程, 2021, 55(2): 9-15.
Xiangwen CHENG, Lizhi LIU, Rong WEI. Analysis of Gasification Process and Gasification Characteristics of Downdraft Fixed Bed Gasifier[J]. Biomass Chemical Engineering, 2021, 55(2): 9-15.
表1
均相反应化学反应速率"
均相反应式 homogeneous reaction formula | 反应速率表达式 expression of reaction rate |
CO+0.5O2→CO2 | |
H2+0.5O2→H2O | |
CO+2H2O→2H2+CO2 | |
CH4+2O2→CO2+2H2O | |
CH4+H2O→CO+3H2 |
1 |
王长波, 平英华, 刘先才, 等. 我国秸秆资源"五化"利用研究进展[J]. 安徽农业科学, 2018, 46 (7): 22- 26, 29.
doi: 10.3969/j.issn.0517-6611.2018.07.007 |
2 | 陈玉华, 田富洋, 闫银发, 等. 农作物秸秆综合利用的现状、存在问题及发展建议[J]. 中国农机化学报, 2018, 39 (2): 67- 73. |
3 | 卢亚威. 玉米秸秆的气化模拟及优化研究[D]. 吉林: 东北电力大学, 2019. |
4 | 沈亮. 生物质流化床气化的实验研究与量化分析[D]. 上海: 上海交通大学, 2016. |
5 |
蒋剑春. 生物质能源转化技术与应用(Ⅰ)[J]. 生物质化学工程, 2007, 41 (3): 59- 65.
doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2007.03.016 |
6 |
NI M , LEUNG D Y C , LEUNG M K H , et al. An overview of hydrogen production from biomass[J]. Fuel Processing Technology, 2006, 87 (5): 461- 472.
doi: 10.1016/j.fuproc.2005.11.003 |
7 | 金洪奎. 秸秆气化技术及设备研究[D]. 保定: 河北农业大学, 2009. |
8 |
车德勇, 李少华, 杨文广, 等. 稻壳在固定床中空气气化的数值模拟[J]. 太阳能学报, 2013, 33 (1): 100- 104.
doi: 10.3969/j.issn.0254-0096.2013.01.017 |
9 | VIMALCHAND P, LIU G H, PENG W W. Apparatus, components and operating methods for circulating fluidized bed transport gasifiers and reactors: US 8961629B2[P]. 2015-02-24. |
10 |
HERDEL P , KRAUSE D , PETERS J , et al. Experimental investigations in a demonstration plant for fluidized bed gasification of multiple feedstock's in 0.5 MWth scale[J]. Fuel, 2017, 205, 286- 296.
doi: 10.1016/j.fuel.2017.05.058 |
11 | 孔大力, 罗坤, 林俊杰, 等. 双流化床生物质气化的三维全循环数值模拟[J]. 化工学报, 2019, 70 (8): 3167- 3176. |
12 | 赵京, 魏小林, 李森, 等. 上吸式秸秆气化炉中当量比对气化特性的影响[J]. 中国电机工程学报, 2017, 37 (增刊1): 118- 122. |
13 | 张映. 生物质气化炉流场及气化过程数值模拟研究[D]. 南宁: 广西大学, 2017. |
14 | BRIESEMEISTER L , KREMLING M , FENDT S , et al. Air-blown entrained flow gasification of biocoal: Gasification kinetics and char behavior[J]. Energy & Fuels, 2017, 31 (9): 9568- 9575. |
15 |
李超, 代正华, 孙钟华, 等. 气流床气化炉综合模型及颗粒粒径对气化结果的影响研究[J]. 高校化学工程学报, 2013, 27 (4): 597- 603.
doi: 10.3969/j.issn.1003-9015.2013.04.009 |
[1] | 朱前进, 祁俐燕, 曹丹, 刘婷婷, 高勤卫. 羟基保护法制备聚(D-乳酸-葡萄糖)共聚物及其性能研究[J]. 生物质化学工程, 2021, 55(2): 1-8. |
[2] | 刘鑫, 马晓军. 氧化铌/木质活性碳纤维复合材料的结构性能表征[J]. 生物质化学工程, 2021, 55(2): 16-22. |
[3] | 张艳霞, 俞雪, 李洋, 朱思明. 甜菜粕的季铵化修饰及其对核固红的吸附特性[J]. 生物质化学工程, 2021, 55(2): 23-30. |
[4] | 王瑞苓, 刘祥义, 刘建祥, 吴春华. 化学/生物型复合增脂剂对云南松增脂效果及生理指标的影响[J]. 生物质化学工程, 2021, 55(2): 31-37. |
[5] | 黄萍, 杨帆, 贾亮亮, 李健, 李冬兵. 工艺参数对生物油酚醛树脂胶合板甲醛和TVOC含量的影响[J]. 生物质化学工程, 2021, 55(2): 38-44. |
[6] | 冯雪贞, 肖转泉, 范国荣, 王宗德. 氢化诺卜基双子季铵盐的合成及抑菌活性[J]. 生物质化学工程, 2021, 55(2): 45-49. |
[7] | 于泽, 李旭, 王佳楠, 刘志明. 甲基膦酸二甲酯/木质素磺酸钠聚氨酯泡沫的制备及其阻燃性能[J]. 生物质化学工程, 2021, 55(2): 50-54. |
[8] | 彭云, 肖转泉, 廖圣良, 范国荣, 陈尚钘, 王宗德. 羟基香茅醛肟及其烷基醚的合成与除草活性[J]. 生物质化学工程, 2021, 55(2): 55-59. |
[9] | 张明, 杜西领, 时君友, 孙耀星, 李坚, 王成毓. 功能化木材在水污染净化领域的研究进展[J]. 生物质化学工程, 2021, 55(2): 60-70. |
[10] | 张洁, 段荣帅, 李子江, 王慧, 张宁, 张淑亚, 司传领. 生物质基碳气凝胶的研究进展[J]. 生物质化学工程, 2021, 55(1): 91-100. |
[11] | 王丽娜, 马晓军. 植物纤维素基碳气凝胶的制备及应用研究进展[J]. 生物质化学工程, 2021, 55(1): 83-90. |
[12] | 向凤红, 朱平, 杨晓琴, 侯英, 刘祥义, 徐娟. HPMo/SBA-15催化β-蒎烯二聚反应制备高密度燃料[J]. 生物质化学工程, 2021, 55(1): 77-82. |
[13] | 刘震涛, 刘乐群, 和晴晴, 孙思佳, 赵莹, 王盟盟. 竹材液化树脂制发泡栽培基质材料工艺优化[J]. 生物质化学工程, 2021, 55(1): 70-76. |
[14] | 靳珂, 陆倩, 马来九, 李惠娟, 史正军. 核桃壳炭的制备及其对氨氮废水的吸附性能研究[J]. 生物质化学工程, 2021, 55(1): 63-69. |
[15] | 朱烨璇, 盛昌栋. 秸秆的自加热及自燃特性研究[J]. 生物质化学工程, 2021, 55(1): 56-62. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||