生物质气化焦油催化裂解脱除过程的建模与优化

通过对生物质气化过程中影响焦油催化裂解率因素的分析,依据最小二乘支持向量机建立了稻秆气化焦油催化裂解脱除过程的优化模型,并进行了验证,在此基础上对焦油催化裂解脱除过程做了参数优化计算。结果表明,该模型具有较好的泛化能力和拟合效果,可有效地模拟生物质气化焦油催化裂解脱除过程。

全混流反应器内流动规律模拟研究

研究了一种接近全混流的小型气固相反应器,可以用于在实验室研究时需要实现全混流接触状态的气固相反应的研究。采用计算流体力学软件(CFD)进行模拟得到最优结构,其结构包括1个圆锥形反应器主体,4个连接在反应器主体底部的进料口,1个连接在反应器主体上部的出料口。气体从4个进料口进入,催化剂在流动过程中从中部掉落,形成气体水平转动,催化剂垂直转动的流动方式。通过对结构参数、进气速度的考察,表明该反应器可以在没有搅拌器的情况下使气固相接触达到接近全混流的状态,其结构简单,对分析方法要求不高,特别适用于反应动力学的研究。

矩形错流移动床稠密气固两相流的实验和模拟

在实验基础上,采用欧拉双流体模型对矩形错流移动床中稠密气固两相流动进行了模拟,分析了矩形错流移动床的空腔、贴壁、两相速度、气相停留时间、压降等.结果表明,气固两相流动受端部效应影响.随表观气速增大,贴壁(约0.19 m/s)和空腔(约0.31 m/s)现象出现.空腔随时间发生变化,而贴壁为渐进型,气速与空腔和贴壁的形状有关.气速分布、空腔和贴壁使压降沿轴向呈反C形分布.进料影响区、主体流动区和下料影响区压降比约为6:10:9.随表观气速增大,气相停留时间减小,空腔尺寸增大,贴壁厚度先增大后不变,压降增大;而颗粒循环强度的影响不大.

纤维素热解生物油特性研究

为深入了解生物质热解生物油的特性，对生物质的主要成分纤维素热解生物油的析出和演变特性进行研究。在固定床上研究纤维素在不同温度（280-550℃）下的快速与慢速热解以及不同气相停留时间对纤维素生物油特性与组成的影响。研究表明，纤维素快速热解生物油由左旋葡聚糖及大量脱水糖组成，还有少量呋喃衍生物（如糠醛、5-羟甲基糠醛等）。慢速热解时产生的脱水糖种类较少，但小分子化合物种类更多。随着气相停留时间的缩短，液体产物中左旋葡聚糖含量逐渐升高，酸、醛等小分子消失。