生物质空气/水蒸汽气化的综合计算法模型
2012-10-08李洪涛徐有宁张亚宁李炳熙
华北电力大学学报(自然科学版) 2012年1期
李洪涛,徐有宁,张亚宁,李炳熙
(1.哈尔滨工业大学 能源科学与工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001;2.沈阳工程学院 沈阳市循环流化床燃烧技术重点试验室,辽宁 沈阳 110136)
0 引言
生物质气化模型的目的在于确定用某种燃料为气化原料时所生成煤气的组成与热值、煤气产率、气化剂的消耗量、热效率等,并为选用设计气化系统及设备提供依据。
目前的气化模型可分为综合计算法、实际计算法和理论计算法。前两种是目前实际应用中通常采用的方法。反应平衡计算法属理论计算法,是煤气化计算的基础。
反应平衡计算法又可分为热力学模型和动力学模型[1]。热力学模型又称零维模型,是将整个气化过程中的多个异相和同相化学反应,认为在某一温度下达到化学平衡状态。而实际气化炉中,温度不仅不是一个定值,且化学反应难于达到平衡[2]。动力学模型是从气化机理出发,综合考虑气化反应动力学特性和流体力学特性,比较符合实际,但是由于气化过程非常复杂,若干中间产物结构及反应机理尚无定论,目前尚无公认的模型[3~6]。
综合计算法或称 H H.杜勃罗霍托夫法[7]。它是一种经验性的计算方法,其中某些指标采用实际数据。本文根据生物质的燃料特性及实验数据,修正了生物质干馏段气体产率的经验系数;气化段气化气成分的确定与热力学模型中存在明确的化学平衡常数不同,而是由综合平衡常数K确定。综合平衡常数K是气化气中的一氧化碳、水、二氧化碳和氢气的百分含量的经验系数,本文给定了生物质气化中综合平衡常数K及碳氮比特征值n的取值范围。……
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