生物質(zhì)燃?xì)庵卣苽浜铣蓺鉄崃W(xué)及動(dòng)力學(xué)特性分析.pdf

1、生物質(zhì)作為一種清潔性可再生能源，生物質(zhì)氣熱解制取的生物燃?xì)饪梢杂行Ы鉀Q生物質(zhì)運(yùn)輸、收集和儲(chǔ)存等方面的問(wèn)題。但是，生物質(zhì)燃?xì)獾某煞謴?fù)雜、品質(zhì)較低以及生物油的高含水量、高粘度、強(qiáng)酸性和熱不穩(wěn)定等缺點(diǎn)嚴(yán)重的影響了熱解技術(shù)的推廣和應(yīng)用。將生物燃?xì)膺M(jìn)一步重整制備合成氣不僅可以解決以上問(wèn)題，而且合成氣可合成高品位的燃料，是實(shí)現(xiàn)生物燃?xì)飧哔|(zhì)化利用的重要途徑之一。
　　本文從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)兩方面對(duì)生物燃?xì)庵卣苽浜铣蓺膺M(jìn)行了較為全面的研究。基于A

2、spen Plus軟件建立了CO2/蒸汽聯(lián)合重整CH4的吉布斯反應(yīng)器模型，并基于此模型對(duì)CO2/蒸汽聯(lián)合重整CH4的過(guò)程進(jìn)行熱力學(xué)模擬計(jì)算。主要分析溫度、壓力、原料氣配比等因素對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物參數(shù)的影響。結(jié)果表明:溫度升高使得CO2重整CH4進(jìn)行更為徹底，且積碳量減少;提高反應(yīng)壓力，使CH4和CO2轉(zhuǎn)化率降低，積碳量上升;H2O/CH4比值增加，CH4轉(zhuǎn)化率和H2/CO比值升高，積碳量降低;H2O/CH4比值大于1時(shí)，反應(yīng)實(shí)現(xiàn)零積碳。分析得出

3、:CO2/CH4比值大于1，溫度控制在1100K以上，壓力控制在1atm以?xún)?nèi)，H2O/CH4比值為1，這一條件最有利于反應(yīng)的進(jìn)行。
　　選取乙酸、丙酮、乙二醇和丁香酚按物質(zhì)的量4∶1∶1∶1的比例混合，組成具有代表性的生物油模型化合物C3.28H5.7O1.8，采用吉布斯自由能最小化法建立蒸汽重整生物油，進(jìn)行熱力學(xué)模擬計(jì)算。分析溫度、壓力、原料比值等對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物參數(shù)的影響，模擬結(jié)果顯示:提高反應(yīng)溫度，CH4、CO2產(chǎn)率和積碳量總體都

4、有所降低，目標(biāo)產(chǎn)物H2和CO含量增加;反應(yīng)產(chǎn)物中的H2和CO含量與壓力的增加成反比;增加水蒸汽與C3.28H5.7O1.8的比值對(duì)重整反應(yīng)起到積極作用。本文得出最佳模擬工況為:較高的水蒸汽與C3.28H5.7O1.8比值下，溫度為1100K，壓力為1atm。在這一條件下，CH4、CO2產(chǎn)率和積碳量最小，合成氣收率最高。
　　對(duì)CO2重整CH4反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行初步分析和探討，結(jié)合CH4/CO2重整實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并利用最小二乘法對(duì)CO2重整C