生物质固体燃料成型及其气化性能的研究

论文摘要

当今,人类世界正面临着资源日益枯竭且环境严重污染的双重压力。可再生能源由于具有清洁、环保、可再生的特点,使得利用可再生能源成为保障世界能源和经济可持续发展的重要手段之一。生物质能源是可再生能源的重要组成部分,开发利用生物质能源,对缓解我国能源、环境及生态问题都具有重要的意义。本文结合生物质固体燃料和气体燃料技术的优点,将生物质固体燃料和气体燃料技术串联起来,实现对生物质经济、高效的综合利用。本文研究的主要内容如下：(1)对固体燃料成型技术进行研究,比较辊式、螺旋和柱塞式成型机的优缺点,结合实验室现有条件确定实验设备及实验工艺；(2)分析颗粒成型机理,并通过实验优化成型工艺参数；(3)对气化技术进行研究,并设计一套小型的生物质气化系统；(4)通过气化实验,分析总结颗粒的气化性能,并比较了气化气的燃烧性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 能源危机和环境污染
• 1.1.1 能源危机
• 1.1.2 环境污染
• 1.2 开发生物质资源的重要意义及国内外发展现状
• 2的减排作用'>1.2.1 生物质资源对温室气体CO₂的减排作用
• 1.2.2 生物质能源对生态环境的保护作用
• 1.2.3 国内外发展现状
• 1.3 生物质固体燃料成型技术的发展及现状
• 1.4 生物质气体燃料技术及发展现状
• 1.5 本研究的主要内容
• 第二章 生物质固体燃料的制备
• 2.1 固化成型原理
• 2.1.1 固化成型过程中的颗粒特征
• 2.1.2 生物质致密成型过程的黏结作用
• 2.2 成型工艺
• 2.2.1 常温湿压成型
• 2.2.2 冷压成型工艺
• 2.2.3 热压成型工艺
• 2.2.4 炭化成型工艺
• 2.3 生物质燃料致密成型设备
• 2.3.1 螺旋挤压式成型机
• 2.3.2 柱塞冲压式成型机
• 2.3.3 压辊式颗粒成型机
• 2.4 实验用成型机简介
• 2.4.1 成型机主要技术参数
• 2.4.2 压辊与环模的尺寸关系
• 2.4.3 环模孔的结构和尺寸
• 2.4.4 压模的开孔率
• 2.5 影响生物质成型的主要因素
• 2.5.1 原料类型
• 2.5.2 原料粒度
• 2.5.3 原料的含水率
• 2.5.4 成型压力与模具尺寸
• 2.5.5 加热温度
• 2.6 工艺流程
• 2.7 固化成型实验
• 2.7.1 原料准备
• 2.7.2 实验过程
• 2.7.3 结果与讨论
• 2.8 本章小结
• 第三章 气化技术及气化设备的设计
• 3.1 气化原理
• 3.1.1 干燥区
• 3.1.2 热分解区
• 3.1.3 还原区
• 3.1.4 氧化区
• 3.2 气化工艺
• 3.2.1 空气气化
• 3.2.2 氧气气化
• 3.2.3 水蒸气气化
• 3.2.4 空气（氧气）-水蒸气气化
• 3.3 气化设备
• 3.3.1 固定床上吸式气化炉
• 3.3.2 固定床下吸式气化炉
• 3.3.3 横吸式固定床气化炉
• 3.3.4 开心式固定床气化炉
• 3.3.5 流化床气化炉
• 3.4 气化对原料的要求
• 3.4.1 气化对水分含量的要求
• 3.4.2 气化对物料粒度的要求
• 3.4.3 气化对物料挥发物产率的要求
• 3.4.4 常见原料的元素分析和热值
• 3.5 气化设备的设计制作
• 3.5.1 气化设备的选型
• 3.5.2 气化指标及设计计算
• 3.6 总体结构设计
• 3.7 本章小结
• 第四章 气化炉工作性能及气化实验
• 4.1 实验测试系统
• 4.2 实验过程
• 4.3 料层高度与产气时间的关系
• 4.4 木糠颗粒气化适应性实验
• 4.5 炉内温度与时间的关系
• 4.6 三种灶具燃烧实验对比
• 4.7 本章小结
• 总结与展望
• 总结
• 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文
• 致谢