生物质气化过程温度场特征研究开题报告

1. 研究目的与意义

生物质气化是一个复杂的非线性的热化学转化过程，也是一个温度、压力、引风量、进料量、生物质原料等综合因素作用的系统。

温度是生物质气化过程一个中间变量，一方面，它对气化产物分布、产品气的组成、产气率、气体热值等都有很大的影响，另一方面它也受到其他变量诸如引风量的影响。

因此，开展生物质气化过程温度场特征研究有望为生物质气化工艺的优化提供理论指导。

2. 国内外研究现状分析

在国外，Davidsson等学者在对探究温度、颗粒粒径对钾、钠析出在桦木热解过程中的影响中，发现颗粒粒径越小高温下越容易发生二次反应而使得碱金属滞留在焦炭中；Kowalski和Olsson等学者均发现生物质热解过程中AAEMs析出量随着温度的升高而升高，随着温度的降低而降低，且Cl与K的析出在高温下存在一定联系。

在国内，在对生物质气化过程运行工况研究中，朱红认为在气化过程中的还原反应多是吸热反应，温度升高导致焦油裂解速率加快，同时温度升高也有利于气化反应的进行；在生物质热解气化气相产物释放特性和焦结构演化行为研究中，付鹏认为热解产物分布及气体释放特性受热解温度和升温速率明显的影响。随着温度的升高,CH₄与CO产生量明显增大, 热解气中CO₂产量明显降低,而C₂H₄含量的变化不太明显；在对生物质气化影响因素的分析，车丽娜认为：气化温度是生物质气化过程中一个很重要的参数,温度通过对物料反应过程中的吸放热等可逆反应、产气的速率进行影响,从而最终影响到产品气的组成、热解气热值、产气率、气化产物分布等诸多因素。

3. 研究的基本内容与计划

本题目以生物质气化过程温度场的特征为研究对象，基于对现有的研究结果，通过研究温度在生物质气化中的生物质干燥、裂解反应、还原反应、氧化反应等各个反应过程中所起到的作用以及所造成的影响，来探求生物质气化过程温度场特征。具体研究方案如下：

1）充分了解生物质气化技术与热解原理，为开展实验研究准备理论知识；

2）利用温度场ni集成检测技术、生物质气化过程在线检测数据分析技术，建立生物质气化检测系统，在此基础上建立温度场表征模型；

4. 研究创新点

在对生物质气化过程温度场特征的研究中，通过研究温度在生物质气化中的生物质干燥、裂解反应、还原反应、氧化反应等各个反应过程中所起到的作用以及所造成的影响，来探求生物质气化过程温度场特征，发现并且尝试解决出现的不足和问题，为生物质气化工艺的优化提供理论指导。