生物质气化氧化区反应过程的动力学模型.pdfVIP

第 19卷 第 1期 燃 烧 科 学 与 技 术 vol_19 NO．1 2013年 2月 JournalofCombustionScienceandTechnology Feb．2013 DOI10．11715r／skxjs201301012 生物质气化氧化区反应过程的动力学模型 闫桂焕 ，姜建国 ，许 敏 ，孙奉仲 ，孙荣峰 (1．山东省科学院能源研究所 ，济南 250014；2．山东大学能源与动力工程学院，济南 250061) 摘 要：在考虑湍流 、辐射换热及主要化学反应机理的基础上 ，建立了生物质气化工艺中氧化区反应过程动力学数 学模型，既考虑了气气同相反应，也包括碳气异相反应．通过与实验结果、文献数据等进行对比，从温度场、焦油 裂解、气体成分 3个方面综合验证了模型的有效性．最后，利用所建模型计算了热解温度对氧化区反应过程的影 响，分析了各种物质在氧化区内的变化规律． 关键词：生物质 ；气化 ；氧化区；动力学模型；数值计算 中图分类号 ：TK6 文献标志码：A 文章编号 DynamicModelofReactionProcessinPartialOxidation AreainBiomassGasification YanGuihuan ，JiangJianguo ，XuMin ，SunFengzhong ，SunRongfeng (1．EnergyResearchInstituteofShandongAcademyofSciences，Jinan250014，China； 2．SchoolofEnergyandPowerEngineering，ShandongUniversity，Jinan250061，China) Abstract：A dynamicmathematicalmode1ofreactionprocessinpartialoxidationareaofbiomassgasificationtech- nologywasdevelopedbasedonthemainchemicalreactionmechanisms，includinggas—gashomogeneousreactions andgas—solidheterogeneousreactions，whichsystematicallyconsideredtheinfluenceofturbulenceandradiationheat transfer．Themodelvaliditywasverifiedfrom therespectsoftemperaturefield，tarcrack andgascomposition throughcomparingwithexperimentalresultsandreferencedata．Finally，theinfluenceofpyrolysistemperatureon thereactionprocessofpartialoxidationfieldwascalculatedandthechangingrulesofvariousreactantsinoxidation fieldwereanalyzedusingthedevelopedmode1． Keywords：biomass；gasification；oxidationarea；dynamicmodel；numericalcalculation 气化是生物质能主要利用方式之一．生物质中 建立氧化区反应过程动力学数学模型，对于实现生物 挥发分含量通常高达 60％～80％，使得生物质气化过 质能低焦清洁利用具有重要的理论指导意义． 程中常常存在较多焦油．燃气中焦油含量高、燃气净 随着计算机技术的进步和数值计算方法的发展， 化不彻底是阻碍生物质气化技术大规模商业化应用