隨著煤和石油等化石燃料的日益減少和溫室氣體排放導致的全球變暖問題日趨嚴重，生物質(zhì)作為一種清潔、可再生能源日益受到人們的重視。生物質(zhì)熱裂解是生物質(zhì)材料在無氧或缺氧、常壓和中低溫（300-500℃）條件下發(fā)生裂解的一種熱化學轉(zhuǎn)換技術，其中快速熱裂解可制得生物油，慢速熱裂解可制得生物炭。生物油的化學成分和性質(zhì)與石油燃料截然不同，生物油是一種復雜含氧有機化合物與水組成的混合物，包括了幾乎所有化學類別的有機物，如醚、酯、醛、酮、酚、醇和有機酸等。生物油具有含水量高、pH值低、熱值低等特點。本文首先采用數(shù)值模擬研究方法確定流化床反應器載氣流速，研究熱裂解產(chǎn)物收集系統(tǒng)（多級冷凝系統(tǒng)和熱蒸汽過濾器）對生物油理化特性的影響，然后進行了生物油/柴油乳化和生物油重整制氫應用研究，最后對生物炭制取及生物炭燃燒動力學進行了機理研究。本研究對于提高生物油品質(zhì)，開拓生物油和生物炭的應用途徑具有指導意義。 使用數(shù)值模擬軟件FLUENT研究了流化床反應器載氣流速與壓降之間的關系，結(jié)果表明當載氣流速較小時砂子流化狀況不好，但當流速太大時，砂子會被吹散，在載氣流速0.15m/s時，流化床反應器鼓泡良好，可以將砂子的體積分...

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【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要 ABSTRACT 第一章 緒論
1.1 引言
1.2 生物質(zhì)能源的介紹
    1.2.1 生物質(zhì)能源的概念
    1.2.2 生物質(zhì)能源的潛能
1.3 生物質(zhì)熱裂解制取生物油技術
    1.3.1 生物質(zhì)熱裂解制取生物油的概念
    1.3.2 生物質(zhì)熱裂解工藝及分類
1.4 生物質(zhì)熱裂解數(shù)值模擬
    1.4.1 數(shù)學模型
    1.4.2 數(shù)學方程
    1.4.3 CFD在生物質(zhì)熱裂解中的應用
1.5 生物油的應用
    1.5.1 生物油/柴油乳化
    1.5.2 生物油/水蒸氣重整制氫
1.6 生物炭應用研究
1.7 本文研究的意義和主要研究內(nèi)容 第二章 流化床反應器冷態(tài)流動過程數(shù)值模擬研究
2.1 前言
2.2 數(shù)值模擬前處理軟件及數(shù)學模型
    2.2.1 網(wǎng)格的生成
    2.2.2 數(shù)值模擬數(shù)學模型
2.3 結(jié)果與討論
    2.3.1 流化床反應器數(shù)值模擬研究
    2.3.2 流化床反應器冷態(tài)試驗研究
2.4 本章小結(jié) 第三章 多級冷凝系統(tǒng)對生物油理化特性影響研究
3.1 引言
3.2 材料與方法
    3.2.1 試驗原料
    3.2.2 試驗設備
    3.2.3 分析方法
3.3 結(jié)果與討論
    3.3.1 多級冷凝器溫度變化趨勢
    3.3.2 生物油特性分析
    3.3.3 不可冷凝氣體成分分析
    3.3.4 生物炭分析
3.4 本章小結(jié) 第四章 熱蒸汽過濾器對生物油理化特性影響研究
4.1 引言
4.2 原料與試驗方法
    4.2.1 試驗原料
    4.2.2 試驗設備
    4.2.3 分析方法
4.3 結(jié)果與討論
    4.3.1 熱重分析
    4.3.2 生物油特性分析
    4.3.3 不可冷凝氣體成分分析
    4.3.4 生物炭特性分析
4.4 本章小結(jié) 第五章 生物油/柴油乳化及生物油催化重整制氫研究
5.1 生物油/柴油乳化研究
    5.1.1 前言
    5.1.2 材料和方法
    5.1.3 結(jié)果與討論
    5.1.4 小結(jié)
5.2 生物油催化重整制氫
    5.2.1 前言
    5.2.2 材料和方法
    5.2.3 結(jié)果與討論
    5.2.4 小結(jié) 第六章 生物質(zhì)熱裂解制取生物炭研究
6.1 前言
6.2 原料與試驗方法
    6.2.1 試驗原料
    6.2.2 試驗設備
    6.2.3 研究方法
6.3 結(jié)果與討論
    6.3.1 生物炭特性分析
    6.3.2 可燃氣分析
    6.3.3 生物油分析
6.4 本章小結(jié) 第七章 生物炭燃燒動力學研究
7.1 前言
7.2 生物炭燃燒實驗
    7.2.1 原料特性
    7.2.2 生物炭熱重分析實驗
7.3 生物炭燃燒動力學研究
    7.3.1 動力學研究方法
    7.3.2 主曲線法確定動力學模型
7.4 本章小結(jié) 第八章 論文結(jié)論、創(chuàng)新點及展望
8.1 主要研究結(jié)論
8.2 論文創(chuàng)新點
8.3 后續(xù)工作展望 參考文獻 致謝 成果 上海交通大卞學位論文答辯決議書



本文編號：4054487