刘联胜 赵荣煊 王高月 杨楠楠 王东计

(河北工业大学能源与环境工程学院， 天津 300401)

基于ASPEN PLUS的烟气气氛下生物质气化模拟

刘联胜 赵荣煊 王高月 杨楠楠 王东计

(河北工业大学能源与环境工程学院， 天津 300401)

基于ASPEN PLUS平台利用气固反应动力学，在生物质热解气燃烧所产生的烟气气氛下，建立生物质热解气化模型。通过AKTS热动力学软件分析了生物质在模拟烟气(80%N2、17%CO2、3%O2)气氛下热解气化的反应动力学，并对比模拟值和实验值，验证模型的可靠性；对影响热解气化特性的气氛进行分析并确定反应釜数量。结果表明：基于ASPEN PLUS平台进行生物质气化模拟性能良好。生物质热解气化过程中，动力学参数活化能和指前因子随着反应的进行而变化；与氮气和氧气气氛相比，烟气气氛有利于CO产生，产气热值比实验值提高1.3倍。

生物质； 热解气化； ASPEN PLUS； 烟气气氛

引言

生物质能是一种可再生能源，硫和氮的含量低，作为燃料具有低污染的特点，可有效缓解温室效应，且生物质分布极其广泛[1-2]。生物质气化过程机理复杂，热解气化技术是一种在不完全燃烧条件下，利用含氧物质或氧气作气化剂，将生物质转化成可燃气体的技术。

国内外许多学者基于ASPEN PLUS软件对生物质气化过程进行模拟。周俊杰等[3]基于大型流程模拟ASPEN PLUS中的Gibbs自由能最小化法建立了生物质气化反应器模型，以空气为气化剂探讨了气化温度对气体成分、气体热值、气体产率和气化效率的影响；WAYNE等[4]基于ASPEN PLUS建立了空气气氛中生物质在循环流化床中的气化模型，并指出随着当量比增大气体热值降低，空气预热提高了气化炉温度，从而增加了H2、CO产量，热值也随之增大；……