一、秸秆气化技术仍需完善（论文文献综述）
亓冬鑫[1]（2021）在《生物质成型燃料气化反应特性研究》文中研究指明我国的经济总量已经突破100万亿元,经济的快速增长对能源的需求更高,我国经济进入高质量发展阶段,而当下全球局部地区动荡,能源供应极不稳定,能源问题与环境问题的双重危机下,国家需要清洁稳定的能源来支持发展。因此,生物质能源作为碳零排放的清洁能源,同时生物质燃料气化成为当下生物质能源清洁应用的主要趋势,应用生物质半焦气化耦合燃烧式锅炉,提高燃料利用率,对生物质能源的规模化应用有着重要意义。本文的创新点对几何尺度下生物质成型燃料的气化过程进行研究,基于CFD软件模拟成型燃料层的堆积厚度和成型燃料的密度对气化效果的影响,并通过生物质半焦气化耦合燃烧式锅炉进行试验,试验验证模拟结果的准确性,研究主要内容和结论如下:结合生物质成型燃料的成型过程、机理和影响因素,根据成型燃料的特性,总结适用于气化成型燃料性能指标,用于气化生物质成型燃料的密度要求不宜超过1 000kg/m3,破碎率要小于5%,成型燃料含水率要控制在15%以下,成型燃料的灰分不宜超过20%。建立生物质成型燃料气化室模型,利用Fluent进行仿真模拟研究成型燃料层在不同的堆积厚度下的气化效果,燃料层堆积厚度分别取20cm、25cm、30cm、35cm、40cm。通过对气化过程中气化气中有效组分的出口流量和生成量进行对比,结果表明气化气中有效组分的量并没有随着燃料的成倍增加而达到理想的翻倍效果,用于气化的燃料层的堆积厚度需要控制在一定范围内,成型燃料的密度为700kg/m3时,气化时的堆积厚度控制在25cm-30cm左右。在相同的工况下,设置成型燃料层的堆积厚度为30cm,仿真模拟成型燃料密度为600kg/m3、700 kg/m3、800 kg/m3、900kg/m3时,分别从气化气中的有效组分、气体热值、不同密度的成型燃料炭转化率方向进行分析,成型燃料的密度从600kg/m3到900kg/m3时,其碳转化率从79.15%下降至76.49%,表明成型燃料气化反应不充分,成型燃料的密度不宜过高或过低,燃料层堆积厚度为30cm时,生物质成型燃料的适宜密度应该控制在700-800kg/m3。通过生物质半焦气化耦合燃烧式锅炉进行实验研究,得到实验与模拟的结果比较吻合,计算了不同工况下的气化产率和气化效率,通过对半焦和锅炉灰渣的含碳量分析,验证了半焦气化耦合燃烧能够有效提高燃料的利用率。最后以经济性评价为依据,通过对生物质半焦气化耦合燃烧式锅炉、燃煤锅炉、燃气锅炉和电锅炉的系统投资、运行费用和费用年值进行对比,得出结论:生物质锅炉受燃料价格变动影响较小,且费用年值最低,具有更好的经济性。
陈天宇[2]（2020）在《农业生物质气化关键问题及区域气化利用模式研究》文中研究说明2018年我国全年的秸秆产量高达5.7亿吨标准煤,这部分能源如果能充分利用,可以较大程度上缓解我国目前的能源紧缺。农业生物质富氧气化具有高效的资源循环利用率和环保效益,在农业生物质利用领域得以广泛应用。但由于农业生物质高含量的碱金属、氯元素,热处理过程中容易引起设备腐蚀,严重影响系统的安全运行。且农业生物质能量密度低,随季节变化大,分布分散,收集、运输、储存困难,如何提高单位产能是本领域亟待解决的技术难题。本论文对农业生物质富氧气化过程中碱金属（主要为K、Na）以及Cl元素的迁移特性、分布规律和形态转化等关键问题进行深入研究,并将农业生物质富氧气化工艺与常用的沼气集中供气工艺从能值和区域利用模式方面进行比较分析,为农业生物质富氧气化设备的稳定运行和大规模推广提供理论依据。为获得特定床料下不同运行参数下流化床富氧气化的规律和最佳工况,为农业生物质气化规模化利用提供参考,分别采用煅烧白云石和高铝矾土作为床料研究并获得了农业生物质富氧气化规律。气化反应温度和氧体积浓度对煅烧白云石和高铝矾土两种床料下的秸秆气化特性影响规律一致;随当量比增加,当床料为煅烧白云石时,H2、CO及CH4浓度先增大后减小,CO2浓度先减小后增大,产气热值和气化效率均在当量比为0.22时达到最大值;当床料为高铝矾土时,气体组分浓度等均呈现单一变化趋势;采用煅烧白云石作为气化床料时,对焦油热裂解的催化效果更佳,并可吸附气体组分中的CO2,可燃气体的含量和气化效率更高,因而煅烧白云石比高铝矾土更有利于提高可燃气的品质。为有效防止床料结渣、实现HCl的深度脱除提供理论依据,研究并获得了气化过程中碱金属、氯元素的赋存形态和迁移规律。Na、K在生物质低温灰中赋存形态含量按照水溶态、醋酸溶解态、盐酸溶解态、硅铝酸盐结合态依次递减,Na的总释放率与反应温度关系较复杂,释放率在50.2%～70.8%之间。700℃之前K受温度影响不大,当温度高于700℃,K释放率急剧增加;反应气氛对Na和K的迁移特性有着明显的影响,气化气氛下Na和K的释放量均高于热解气氛下Na和K的释放量,气氛对K元素释放量的影响程度要高于对Na元素释放量的影响程度;随着氧体积浓度的升高,水溶态和醋酸铵态Na、K转化为其他两种形态。Cl元素在温度低于700℃对Na的释放具有明显的作用,而在高于700℃后对K的释放的影响比较明显。为避免农业生物质气化产生HCl对装置构件造成高温腐蚀和低温腐毁,研究并实现了中高温条件下气化气氛中HCl的深度脱除。选用自制类水滑石作为脱氯剂,在各焙烧温度下自制类水滑石脱氯剂均具有明显的层状水滑石结构,金属离子在层状结构中具有良好的分散性和层间规整性;脱氯剂属于典型的介孔材料,随着焙烧温度的升高,脱氯剂结构发生了部分改变,生成金属混合氧化物,碳氧化物以及少量的金属氧化物,且有部分结构稳定的尖晶石结构出现。在气化反应气氛下,当反应温度窗口在350～650℃时,脱氯剂对HCl的脱除效率均高于90%,在550℃达到最高,为95.12%。为进一步为农业生物质资源工业化推广提供理论参考,采用能值分析法评价农业生物质富氧气化工艺和常用的农业生物质沼气集中供气工艺,并基于能值投入产出结构和能值指标,从生产效率、自然环境支持力以及可持续性三个角度对两种工艺进行全面评估和比较,并通过分析能值指标构建农业生物质富氧气化工艺的优化方案。富氧气化产气工艺和沼气集中供气工艺两种系统对自然环境依赖性小。富氧气化工艺的产出为1.50×1019 sej/a（太阳能焦耳/年）,与能值总投入量一致,此系统处于稳定系统中。而沼气集中供气工艺产出为9.59×1018 sej/a,略低于能值的总投入量,需要借助于其他能值实现系统的稳定。为进一步提升生物质富氧气化工艺,引入了生物质两段式富氧气化系统优化方案。优化方案受自然环境的支持,对环境的依赖性降低、产气率升高,因此优化方案的可持续发展性更好。为秸秆气化利用工程决策提供理论指导,在能值分析的基础上,本文进一步详尽考虑了人工费、燃气费以及政府补贴等,研究沼气供气与两段式富氧气化工艺的经济性和可行性,获得了不同影响因素分别对两个系统经济评价指标的影响。秸秆两段式高温气化的财务净值,内部收益率和投资回收期分别为:31.30万元,16.13%和6.47年,是区域秸秆资源化利用模式的优选方案。在秸秆资源化利用模式影响因素中,运行成本和燃气价格对财务净值、内部收益率和投资回收期的影响较大,意味着在推动秸秆利用市场化过程中,需要政府加大财政资金补贴,为生物质气化大规模的工程应用提供指导和支持。
李国选[3]（2020）在《基于甲烷三重整过程的生物质制氢的增产节能工艺》文中提出氢能具有可再生、无污染等特点,已成为最具潜力的能源载体。由于我国煤炭资源丰富,煤制氢是一种有效缓解氢供需矛盾的重要途径。使用化石能源带来的环境问题推动了替代制氢工艺的发展。生物质是一种很有前途的可再生能源,也是一种有吸引力的制氢资源,可以解决其中的一些环境问题。本文利用文献中获得的实验数据对生物质制氢和煤制氢过程的模拟结果进行了验证。根据模拟结果,从热力学第一定律和第二定律的角度进行了技术经济分析。技术经济分析包括能源效率、材料消耗、总投资、生产成本和碳税。生物质制氢和煤制氢的能量效率分别为37.88%和37.82%。生物质制氢工艺比煤制氢工艺具有更多的原材料消耗和总资本投资。生物质制氢工艺比煤制氢工艺具有更少的生产成本和温室气体排放。对生物质制氢和煤制氢过程的能量分析表明,作为制氢工艺的核心操作单元,气化装置的操作条件严重制约着工艺过程的能量利用率。本文采用全生命周期分析的方法对煤制氢和生物质制氢工艺的能耗和温室气体排放进行了分析。结果表明,生物质制氢工艺的能源消耗比煤制氢工艺的能源消耗低75.4%。生物质制氢工艺的温室气体排放量比煤制氢工艺的相应值低89.6%。此外,敏感性分析表明,管道运输是最环保的氢气运输方式。原料气化温度在1400～1500℃范围内,能源消耗和温室气体排放最低。针对生物质制氢过程二氧化碳排放的问题,本研究设计了具有二氧化碳捕集与封存技术的生物质制氢过程模型。与未采用二氧化碳捕集与封存技术的生物质制氢过程相比,采用二氧化碳捕集与封存技术的生物质制氢过程总资本投资增加了1.3%,生产成本增加了14.6～19.4%。未采用二氧化碳捕集与封存技术的生物质制氢工艺的能效比采用二氧化碳捕集与封存技术的生物质制氢工艺高17%。从能耗、经济性和环保性的角度来看,80%CO2捕集率的生物质制氢工艺是一种更适合于二氧化碳捕集与封存技术的系统。针对生物质气化合成气中含有大量的甲烷气,本文设计了基于甲烷三重整技术的生物质制氢工艺。与未采用甲烷三重整技术的生物质制氢工艺相比,采用甲烷三重整的生物质制氢的总资本投资提高了10.97%,生产成本降低了10.12%。未采用甲烷三重整技术的生物质制氢比采用甲烷三重整技术的生物质制氢能耗低3.09%,温室气体排放低7.85%。氧化碳捕集与封存技术的生物质制氢过程和采用甲烷三重整技术的生物质制氢过程均可以实现CO2的负排放。上述研究对降低温室气体排放,改善环境性能,开发清洁可持续的生物质制氢工艺具有重要意义。
王莹[4]（2020）在《基于秸秆自然腐解基准线的秸秆热解气化工程生态价值量估算方法研究》文中进行了进一步梳理秸秆作为一种特殊的生物质资源,“用则利,弃则害”。秸秆热解气化工程项目既实现了生物质秸秆的资源价值,产物“气、炭、油、液”利用在环境效益方面的禀赋也得到充分实现。准确估算秸秆热解气化工程的生态价值量,提供系统全面的定量评价指标体系与计算方法,是有效推动农业绿色发展的重要科学依据。于此同时,对合理、高效、低碳、高值利用秸秆资源具有重要实践意义,有利于秸秆综合利用的生态价值实现最大化。本研究基于生态价值理论中的成本法理论,按照“项目温室气体净减排量→生态效益货币价值化→生态价值量”3个步骤,依次系统地进行秸秆热解气化工程生态价值量估算方法研究。首先,利用“秸秆热解气化工程项目净减排=基准线排放量（秸秆露天堆放排放+秸秆燃气利用替代减排（供暖/发电）+秸秆生物炭产热利用替代减排/秸秆生物炭还田固碳减排）-秸秆热解气化过程能耗增量排放-项目产品使用排放”的总公式,构建起秸秆热解气化项目温室气体净减排量的系统估算方法、计算公式与计算所需参数。在方法构建过程中,选取LCA法计量秸秆热解气化工程项目的净减排量。而后,借助二氧化碳影子价格将净减排量进行货币化,得到工程生态价值。本研究在方法构建的同时,采用文献调研法对各个计算环节所需参数的选取进行了分析与对比,提供了计算过程所需的参数体系。依据本研究构建的秸秆热解气化工程生态价值量估算方法,计算典型工程案例——江西圣牛气化多联产工程项目的生态价值量,得出项目2019年项目产出生态价值量约为20万元。于此同时,本研究对计算过程中所需的“基准线参数——秸秆自然腐解温室气体排放”进行了实验测定与数据分析。基准线是用作辨析项目产生效果的一种背景,即不实施项目时的背景水平。秸秆利用项目温室气体减排基准线可以理解为不实施项目的背景排放,主要包含两种截然不同的情景:一是以秸秆露天无控焚烧温室气体排放为基准线;二是以秸秆露天堆放自然腐解温室气体排放为基准线。目前,尚未检索到秸秆露天自然腐解温室气体排放测定试验与研究文献。本研究以河南省安阳市农科院永和试验场为试验基地,试验周期为一年,主要模拟了小麦、玉米、水稻秸秆露天堆放在田头、路边、空场等土地上与淹育在自然水体中的两种情景,分别记为S处理和W处理。模拟小麦秸秆堆放于土地上自然腐解的S处理,CO2、CH4、N2O排放系数分别为462.5589g·kg-1、0.0324g·kg-1、0.0179g·kg-1;模拟玉米秸秆堆放于土地上自然腐解的S处理,排放系数分别为380.6586g·kg-1、0.1036g·kg-1、0.0656g·kg-1;模拟水稻秸秆堆放于土地上自然腐解的S处理,排放系数分别为557.9623g·kg-1、0.0250g·kg-1、0.0339g·kg-1。模拟小麦秸秆堆放于沟渠中自然腐解的W处理,CO2、CH4、N2O排放系数分别为419.9028g·kg-1、8.0258g·kg-1、0.0354g·kg-1;模拟玉米秸秆堆放于沟渠中自然腐解的W处理,排放系数分别为57.3254 g·kg-1、6.6899 g·kg-1、0.0657g·kg-1;模拟水稻秸秆堆放于沟渠中自然腐解的W处理,排放系数分别为164.3952 g·kg-1、6.7706 g·kg-1、0.0096g·kg-1。
陶俊宇[5]（2020）在《生物质厌氧消化沼液催化重整处理与制氢利用研究》文中研究表明沼液是生物质厌氧消化产生的高浓度有机废水,随着厌氧消化技术在世界大范围的推广与应用,其处理利用问题也日益严峻。本文针对沼液特性提出沼液催化重整技术,并开展了一系列实验与理论研究,以期为沼液的催化重整处理与制氢利用提供科学依据和理论支撑。（1）针对厌氧消化沼液中含量较高的羧酸类组分及毒害作用较强的酚类组分,开展了模型化合物上的催化重整制氢研究,发现Al2O3载体晶相可通过影响Ni/x-Al2O3催化剂还原过程中Ni0的还原程度,而影响催化剂在乙酸催化重整反应中的活性;ZSM-5载体的硅铝比可以影响Ni/ZSM-5催化剂酸性、疏水性以及Ni0颗粒的形成效果,进而影响催化剂在苯酚催化重整反应中的活性。（2）以源自三种不同发酵底物的厌氧消化沼液作为原料开展了催化重整研究,发现Ni/α-Al2O3催化剂能够催化水蒸气重整条件下的沼液制氢反应,且牛粪厌氧消化沼液在750℃的反应温度下可实现高达13.85 L氢气/L沼液的氢气产率,产气中氢气的含量可达80 vol%。（3）采集了催化重整过程反应前后的沼液样本,测定并分析了沼液催化重整过程的物质流与能量流特点,发现催化重整过程对沼液中的多种污染组分的去除率达90%以上,其氢气产能与上游厌氧消化的沼气产能处于相近水平,且该过程余热回收效率超过93.11%时可实现净能量产出。（4）提出了一种环境影响评价模型方法,并分析了多种生物质转化过程的环境影响,发现催化重整环节的引入可以使厌氧消化过程的碳转化效率提升31.2%,碳减排效益提升50.0%,最终使其环境风险下降24.1%。
张羽钧[6]（2020）在《气化条件下生物质与煤混合灰熔融特性和结渣特性的研究》文中指出气化是生物质资源高效利用的重要途径之一,但由于生物质气化容易产生焦油、团聚、结渣的问题,本研究团队提出了生物质与煤共气化解决上述难题。以木屑、稻壳、水稻秸秆和菜籽秸秆和贫煤为原料,按照生物质/煤（w/w）=4的物料比混合,以四种生物质灰以及其对应的混合灰为研究对象,通过多种实验和模拟的方法对灰样的熔融特性和结渣特性展开研究。首先,为研究还原气氛下生物质灰及生物质与煤的混合灰熔融特性,采用X射线荧光光谱、灰熔点测定和X射线衍射实验,结果发现:生物质中碱金属、碱土金属含量较高,因此生物质灰中碱性氧化物含量也较高;而生物质与煤的混合灰中碱性氧化物总量降低。添加贫煤能够改善低熔点生物质灰的熔融特性,木屑灰和水稻秸秆灰在还原条件下灰熔点仅为874℃和782℃,而其对应的混合灰软化温度分别为1070℃、1083℃,初步分析是由于Al2O3含量显着增加,对灰熔融特性产生积极作用。生物质灰中高熔点矿物少,尤其水稻秸秆灰中的矿物极少;而高温下各混合灰渣中形成了较高熔点的矿物质,但不同高温下灰渣内的矿物转化程度大,且形成的多种钙铁矿物,包括硅灰石、斜硅钙石、铁橄榄石、钙长石等,易产生低温共熔作用。同时利用FactSage中的Equilib和Phase Diagram模块模拟分析。高温下液渣对应的熔融温度大多数与实际灰样流动温度一致,灰样内形成多种含钾、钙、镁、铁的矿物,并且都以硅为骨架。相比生物质灰在相图中的位置,混合灰所在位置都向贫煤灰所在相区移动,贫煤灰处于刚玉相区内,灰熔融特性较好。引起混合灰熔融特性变化的主要原因是Al2O3含量大幅增加。同时木屑灰、水稻秸秆混合灰和菜籽秸秆混合灰都受到由不同物质间产生的低温共熔影响,从而影响灰熔融特性。然后,结合灰熔融特性分析,采用手动分解和扫描电镜SEM实验对还原气氛不同温度下灰渣的结渣特性研究,结果表明:由灰渣的微观形貌分析和手动分解的实验结果基本一致。815℃还原气氛下水稻秸秆灰渣表现出较强的结渣倾向,而同条件下仅有菜籽秸秆混合灰渣呈现较弱的结渣倾向,表明添加贫煤能改善灰样的结渣特性,同时结渣特性与软化温度相关性显着。最后,为方便判别气化条件下灰样的结渣程度,着重考虑还原气氛下的主要影响因素,利用主成分分析法对其分析拟合,得到新的结渣程度判别方程。由SPSS数据分析得出四个主成分,在碱酸比判别式和各因素与结渣程度的相关性的基础上,以T/ST、（K2O+Na2O+FeO）/（SiO2+Al2O3）、SO3/CaO为判别方程的自变量,再由Matlab得到拟合方程。经检验,方程能较好的满足生物质灰及其混合灰结渣程度的判别。
杨钊[7]（2020）在《燃煤协同处理农村垃圾试验研究》文中指出农村垃圾,尤其是秸秆、蔬菜叶、厨余等有机物,产量大、不可回收且易腐烂滋生细菌、病原体,严重影响农户的日常生活。这类垃圾堆肥肥力不够,焚烧污染大气环境,集中处置运输费用高,寻求经济适用的方法对这类固废进行“三化”处置已成为解决农村环境污染问题的重点任务之一。对农村资源利用现状的调研的结果显示,部分地区仍有燃煤的习惯,尤其是西部及北部地区。水泥窑协同处置已成为城镇垃圾和危险废弃物的终端处置方式之一,为此,借鉴相关经验和思路,运用协同处理的思想和热解技术,改良农村炊具,进行燃煤协同处置垃圾的试验研究。首先,选用蔬菜叶、生物质秸秆、厨余为研究对象,对其进行特征分析、热重分析和热解分析,研究利用燃煤协同热解处置垃圾的可行性;其次,进行燃煤协同处置垃圾试验,探究协同处置垃圾对燃煤的影响,分析这种垃圾处置方式的经济适用性;最后,监测燃煤协同处置垃圾过程中的烟气污染、烟尘污染、固体废弃物,提出控制污染及固废资源化利用的合理化建议。得出以下结论:（1）蔬菜叶、生物质秸秆、厨余垃圾三种垃圾的组成元素主要为C、H、O,S、N含量较低,蔬菜叶固定碳较高,生物质秸秆挥发分较高,厨余垃圾灰分高,垃圾混合后有一定的均衡作用。混合垃圾的热值为17453 kJ/kg,约为标准煤的59.63%,热解温度区间为223.8℃641.7℃,最大热解速率温度为329.9℃,热解失重率约为60%。垃圾热解气的组分主要为CO2、CO、H2、CH4、C2H6,其中,CO、H2、CH4、C2H6为可燃气,混合垃圾热解气产量为34.20 L/kg464.67 L/kg,低位热值为569.60 kJ/kg10134.33 kJ/kg,1000℃热解气的热值约占原热值的58.07%,这表明通过热解产气能有效利用垃圾的热值,通过燃煤协同处置垃圾具有一定的可行性。（2）反应初期,协同处置垃圾需消耗大量的热量用于垃圾热解,炉温比单纯燃煤低,反应60min后,有热解气产生,炉温比单纯燃煤高。协同处置垃圾试验燃烬后的煤炭灰渣量及灰渣可燃物含量均比单纯燃煤低,这表明,燃煤协同处置垃圾不仅能有效的实现垃圾的减量化,还能有效提高煤炭的燃烧效率,具有一定的经济实用性。（3）燃煤协同处置农村垃圾过程中主要存在的烟气污染物为NO和SO2,这两种污染物随反应时间呈现先增大后减小的趋势,协同处置混合垃圾过程中单NO和SO2浓度略高于单纯燃煤。试验过程中的烟尘颗粒物浓度及颗粒物中重金属含量均低于《生活垃圾焚烧污染控制标准》GB18485-2014中的浓度限值。煤炭灰渣主要成分为SiO2、Al2O3和CaO。垃圾热解残渣含大量焦炭,其灰分主要成分有K2O、Na2O、SiO2、Fe2O3、CaO、MgO和P2O5。煤炭灰渣和垃圾热解残渣灰分中的重金属Hg、Cd、Tl、Sb、As、Pb、Cr、Co、Cu、Mn、Ni含量均比《土壤环境质量》中的Ⅱ级标准低,对土壤环境污染小。
莫菲[8]（2020）在《基于铁基氧载体的生物质化学链气化特性及模拟研究》文中认为生物质化学链气化技术是当前生物质能源化高效利用的技术之一,其利用氧载体释放晶格氧的能力,将生物质转化成可燃气体等小分子,从而避免引入大量N2造成的低热值或氧气分离引起的高成本问题。在气化过程中,水蒸气流量、温度、氧载体等因素对合成气的组分产率有较大的影响,同时氧载体的循环特性也是化学链气化的关键因素。生物质作为高碱金属含量的物料,其碱金属对化学链气化有双重影响。一方面能催化生物质热解气化反应,并促进氧载体释放晶格氧,另一方面其熔融特性易造成氧载体烧结。目前,化学链气化技术仍处于起步阶段,针对这些问题仍需深入研究。为此,本文研究了化学链气化反应的基本特性与碱金属对气化的影响,并通过Aspen Plus软件对生物质化学链气化系统进行模拟。本文在固定床反应器中进行生物质化学链气化研究,分析了水蒸气流量、氧载体含量、温度等因素对气化过程的影响,获得气化的基本特性。结果表明:添加水蒸气可以增加合成气的生成,并明显提高H2产率;但过量的水蒸气会造成CO产率降低和效率下降,当泵转速n=1.2r/min时能得到较高的气化效率和碳转化率。Fe2O3作为氧化剂,添加适量的氧载体可以促进焦油的气化反应,但过量的氧载体深度氧化合成气,导致气化效率和碳转化率降低,本实验条件下Fe2O3/C的摩尔比为0.25气化效果较佳。此外,温度的提高有利于生物质热解气化和氧载体与热解产物的进一步反应,但过高温度会导致氧载体烧结。在气化反应过程中,无水蒸气的条件下,Fe2O3还原成Fe O和Fe,当添加适量的水蒸气后,Fe2O3全部转化为Fe3O4。在多次循环反应后,氧载体反应性能下降;与纯Fe2O3相比,赤铁矿在循环气化过程中表现为较好的稳定性。在前期的基础上,研究负载不同碱金属盐的赤铁矿对气化反应的影响。通过热重红外连用发现添加K2CO3后可以催化生物质热解气化,缩短反应时间;同时在高温段失重速率增加。与纯赤铁矿相比,KCl盐在高温段催化赤铁矿释氧,反应时间提前。在反应后期C与CO2生成CO造成CO的释放时间滞后。在有水蒸气条件下,添加适量的碱金属盐可以提高生物质的气化效率和碳转化率,过多的碱金属会造成氧载体表面烧结,其中添加2%K2CO3可得到较佳的气化效果。通过Aspen Plus软件对生物质化学链气化系统进行模拟计算,在自供热反应器上研究不同Fe2O3/C比、S/B比等因素对气化反应的影响。随着Fe2O3/C摩尔比的增加,气化温度增加,但气化效率逐渐降低,因此过高的Fe2O3/C摩尔比不利于可燃气体产率,但由于自供热需求以及化学链供氧温度需求,本条件下Fe2O3/C摩尔比为0.5-0.6较合适。随着S/B比的增大,气化温度不断下降,气化效率先增加后减小。对于不同生物质,由于松木屑有较高的含碳量和挥发分,其气化效率和气化温度都较高。
吴宇婷[9]（2019）在《基于Fe2O3及其复合氧载体的生物质多元体系化学链气化特性研究》文中研究说明化学链气化（CLG）主要借助氧载体的供氧能力,将碳氢化合物转化为可燃合成气,目前在生物质能方面的应用得到了广泛的关注。铁基氧化物是当前应用最为广泛的氧载体,作为氧载体时能够提高合成气中H2和CO的浓度,因此深入探究基于铁基氧载体的生物质化学链气化具有重要的现实意义。本文在固定床反应器中开展了铁基氧载体（Fe2O3）作用下的水稻秸秆化学链气化实验研究,分析了CLG中温度、氧载体、灰分等因素对化学链气化过程的影响规律。对比秸秆热解与CLG发现,Fe2O3供给的晶格氧与热解挥发分和半焦等发生二次气化反应以产生更多的CO和CO2,从而提高了气化效率和碳转化率,最高分别达到62.57%和86.85%（900℃）。但提高Fe2O3添加量时,CO会进一步氧化成CO2,导致气化效率和合成气热值的降低,本实验条件下最佳的氧载体添加量为摩尔比Fe2O3/C=0.2。此外,反应过程中氧载体Fe2O3主要转化为Fe,并且在高温下会出现严重的烧结现象,而在800℃时能够保证氧载体的反应性能并得到较高的气化效率。检测反应固体残余物发现高温下秸秆中的碱金属主要以气态KCl和NaCl形式挥发,以固态碱金属氧化物形式残留在固体残余物中。在前期的研究基础上,在反应过程中添加水蒸气和CaO,形成水蒸气-Fe2O3-CaO多元CLG反应体系,研究水蒸气和CaO对合成气组分以及氧载体Fe2O3反应性能的影响。实验发现水蒸气能够促进重整反应和水汽变换反应从而产生更多的合成气,对H2产率的提高尤为明显。当水蒸气量为0.0288g/min（泵转速n=0.6r/min）时能够得到较高的气化效率和碳转化率。研究发现CaO的添加对化学链气化有促进效果,在较低温度下CaO主要发挥吸收CO2的作用,在温度高于700℃时催化作用则更为突出,较佳添加量为摩尔比CaO/C=1。在800℃下,CaO的催化作用明显,此时能够得到较高的合成气产率（1.367m3/kg）和效率（气化效率为88.81%,碳转化率为89.28%）。在多次循环反应中则发现CaO会覆盖在氧载体表面并形成铁酸钙Ca2Fe2O5从而抑制氧载体的烧结失活。为提高氧载体的稳定性以及鉴于铁酸钙Ca2Fe2O5的作用,用溶胶凝胶法制备出复合氧载体Ca2Fe2-xMnxO5,并在热重红外联用分析中发现其对CLG反应中的二次裂解反应有明显的促进作用,反应后期CO2与C反应生成CO使得CO的释放略微滞后。此外掺杂少量的Mn有助于降低二次气化的反应温度,并提高合成气的选择性,但掺杂大量的Mn并无明显作用。在Ca2Fe2O5和Ca2Fe1.9Mn0.1O5的循环反应中发现两者的抗烧结性能均比Fe2O3更佳,综合考虑合成气选择性以及气化效率等因素,Ca2Fe1.9Mn0.1O5更具优势。
衡丽君[10]（2019）在《生物质定向热解制多元醇燃料过程模拟及全生命周期碳足迹研究》文中研究指明生物质是有机碳的唯一来源,它是唯一可以转化为燃料、化学品和功能材料,实现化石资源替代的多功能型可再生资源。生物质快速热解技术被视为最具开发潜力生产液体燃料技术之一,但生物油较差的理化性质严重阻碍了生物油的应用。目前多数研究集中在生物质热解反应机理、生物油提质反应催化剂设计、催化反应机理、催化剂失活以及改性等微观方面,对于生物质快速热解-生物油提质改性整体工艺系统设计、系统综合性能以及产品环境效益等宏观方面缺乏全面系统的研究。在课题组生物质热化学转化制含氧液体燃料技术框架下,发展了生物质热化学转化制多元醇和氢气为目标产品的多联产工艺系统,该工艺系统耦合了生物质快速热解制生物油、油相生物油（Non-aqueous Phase Bio-oil:NAPB）铁基载氧体化学链制氢（Chemical-looping Hydrogen Production:CLHP）以及水相生物油（Aqueous Phase Bio-oil:APB）超临界甲醇酯化-两级低中温催化加氢制多元醇液体燃料的技术优势。以该工艺系统为对象,论文从化工过程系统集成优化、系统功能实现与环境评价等方面开展研究,旨在科学评判该生物质热化学转化工艺系统综合性能,为后续工艺关键技术的优化设计和工程示范提供必要的依据和信息。基于系统能量梯级利用理论,优化设计了整个工艺系统流程布置和工艺参数配置。基于对工艺关键反应过程特性认识及其过程模型的确定,利用Aspen Plus软件对其实施全流程模拟与工艺参数优化配置,借助载热体循环实现了快速热解反应器和CLHP燃料反应器热负荷的自平衡,优化整个系统余热梯级利用实现了工艺的自供热和部分电力替代。在该工艺保守设置条件下获得一套详细的物流、能流以及热力工况参数。工艺系统以产品流为主线的碳元素代谢分析表明APB到多元醇的转化率是影响整个工艺系统效能的关键性因素。根据所构建的系统评价指标计算模型获得该工艺重要的性能指标:基于玉米秸秆干燥基计算的无水生物油产率为55.8 wt%、多元醇产率为16.4 wt%、酯类副产物产率为11.5 wt%;CLHP子系统氢气热效率为56.8%、总热效率为58.1%以及CO2捕集效率为99.9%;整体系统能源利用总效率为35.5%。在多元醇保守产率（16.4 wt%）工况下,该工艺相对已经工业化的生物质直燃发电技术仍具有明显的竞争优势。除氢气和多元醇燃料产品外,生物质基酯类化学品可以替代石油基酯类化学品以减少化石原料的消耗,CLHP子系统高效的CO2捕集带来显着的温室气体（Greenhouse Gas:GHG）减排。基于生命周期评价（Life Cycle Assessment:LCA）方法和中国本地化基础数据,依次建立了产品系统生产资料、能源和目标产品的LCA指标计算模型,编制了目标产品较完整的生命周期数据清单;针对生物质热化学转化系统多产品共生的复杂性,引入混合分配方法,实现了目标产品的生命周期化石能耗强度（Fossil Energy Input Intensity:FEI）和碳足迹量化研究。氢气生命周期FEI和净碳足迹分别为0.575 MJ/MJ H2和-97.5 gCO2,eq/MJ H2,多元醇全生命周期FEI和净碳足迹分别为0.626 MJ/MJ能量和26.3 gCO2,eq/MJ能量。对于氢气,NAPB生产和秸秆预处理的电力消耗以及秸秆生产的氮肥消耗是引起GHG排放的主要因素,而CLHP阶段CO2捕集是决定氢气碳足迹大小的关键因素。对于多元醇,来自秸秆预处理和APB生产的电耗与多元醇生产的甲醇消耗、催化剂损耗以及有机废水处理能耗是引起GHG排放的主要因素,来自化学链工艺氢气消费产生的碳信用是降低其碳足迹的主要因素。在参数变动±25%范围内,目标产品碳足迹数据敏感性分析显示:NAPB生产电力消耗量变化对氢气碳足迹影响较大,而多元醇产率和APB生产电力消耗量变化对多元醇碳足迹影响较大,尤其多元醇产率的影响最为显着。这说明生物油生产电耗和多元醇产率数据不确定性会显着影响多元醇LCA结论,同时也说明降低生物油生产电耗和提高多元醇产率将会显着减少多元醇生命周期碳足迹。相对传统的天然气水蒸汽重整（Steam Methane Reforming:SMR）制氢和煤气化（Coal Gasification:CG）制氢,来自NAPB铁基载氧体CLHP工艺的氢气使多元醇净碳足迹分别降低70.5%和77.5%,这主要归功于CLHP子系统采用生物质基燃料和实施了CO2高效捕集。从多元醇燃料角度出发,系统剩余氢气替代SMR工艺氢气产生的能量信用和碳信用使多元醇生命周期FEI和碳足迹分别下降了66.3%和325.9%,多元醇两个生命周期指标分别为0.211 MJ/MJ能量输出和-59.4 g CO2,eq/MJ能量输出。基于1MJ能量替代,多元醇替代石油基汽油和石油基柴油分别使生命周期化石能耗降低82.0%和83.8%,使生命周期GHG排放分别降低163.9%和155.8%。不同生产技术路线的生物质基液体燃料LCA研究案例表明本论文设计的生物质热化学转化多联产工艺在生物质碳元素多元利用、目标产品产率以及环境GHG减排方面具有综合的竞争优势。综上所述,生物质定向热解制多元醇液体燃料工艺具有反应条件温和、加氢深度可控、氢源自给的特点,实现了生物质到多元醇燃料、氢气以及酯类化学品的多元转化。从产品全生命周期角度看,该工艺系统具有较低的化石能耗强度和显着的GHG减排环境效应,符合生物质能源转化利用可持续、低碳发展的要求。
二、秸秆气化技术仍需完善（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、秸秆气化技术仍需完善（论文提纲范文）
（1）生物质成型燃料气化反应特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及其意义 |
| 1.2 生物质能源概述 |
| 1.3 生物质能源研究进展 |
| 1.3.1 生物质固化成型技术研究进展 |
| 1.3.2 生物质气化研究进展 |
| 1.3.3 生物质半焦气化研究进展 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 2 生物质固化成型和气化技术 |
| 2.1 生物质固化成型技术 |
| 2.1.1 生物质固化成型机理与过程分析 |
| 2.1.2 影响生物质固化成型因素分析 |
| 2.1.3 固化成型燃料的特性 |
| 2.2 生物质气化技术 |
| 2.2.1 生物质气化装置 |
| 2.2.2 生物质气化工艺 |
| 2.3 生物质成型燃料气化 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 生物质成型燃料气化数值模拟 |
| 3.1 计算流体力学(CFD) |
| 3.1.1 控制方程 |
| 3.1.2 湍流模型 |
| 3.1.3 化学反应模型 |
| 3.1.4 成型燃料气化反应模型 |
| 3.2 气化室模型的建立 |
| 3.2.1 成型燃料气化室示意图 |
| 3.2.2 网格划分 |
| 3.2.3 边界条件 |
| 3.2.4 气化模型的假设 |
| 3.3 气化参数 |
| 3.3.1 生物质气化当量比 |
| 3.3.2 水蒸气与生物质质量之比 |
| 3.3.3 气化气热值 |
| 3.3.4 燃料气化炭转化率 |
| 3.4 生物质成型燃料气化模拟结果及分析 |
| 3.4.1 成型燃料气化产物组分分布 |
| 3.4.2 成型燃料层堆积厚度对气化过程的影响 |
| 3.4.3 成型燃料密度对气化过程影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 生物质半焦气化耦合燃烧式锅炉系统 |
| 4.1 生物质半焦气化耦合燃烧式锅炉系统 |
| 4.2 生物质半焦气化耦合燃烧锅炉系统实验研究 |
| 4.2.1 实验装置 |
| 4.2.2 实验原料 |
| 4.2.3 实验工况 |
| 4.2.4 取样分析 |
| 4.3 生物质气化实验结果分析 |
| 4.3.1 气化气组分分析 |
| 4.3.2 气化效率分析 |
| 4.3.3 气化半焦和燃烧灰分分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 生物质半焦气化耦合燃烧式锅炉系统经济性分析 |
| 5.1 锅炉初始系统投资对比 |
| 5.2 锅炉的运行费用对比 |
| 5.3 经济性评价 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）农业生物质气化关键问题及区域气化利用模式研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外农业生物质能源化利用现状研究 |
| 1.2.1 生物质利用现状研究 |
| 1.2.2 生物质气化国内外研究现状 |
| 1.2.3 生物质气化过程中碱金属/氯元素国内外研究现状 |
| 1.2.4 国内外农业生物质利用能值分析研究现状 |
| 1.2.5 区域农业生物质利用模式研究现状 |
| 1.3 本论文主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第二章 农业生物质流化床富氧气化实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 农业生物质流化床气化反应系统 |
| 2.2.1 气体反应单元 |
| 2.2.2 采样单元 |
| 2.2.3 实验材料 |
| 2.2.4 实验流程 |
| 2.2.5 气化过程特性参数及气化效果评价指标 |
| 2.3 实验工况对农业生物质气化特性的影响 |
| 2.3.1 冷态运行实验确定关键参数 |
| 2.3.1.1 加料速率标定 |
| 2.3.1.2 布风板阻力 |
| 2.3.1.3 临界流化速度 |
| 2.3.2 气化温度对气化特性的影响 |
| 2.3.3 当量比对气化特性的影响 |
| 2.3.4 氧体积浓度对气化特性的影响 |
| 2.3.5 床料对残炭的影响 |
| 2.3.6 床料对焦油组分的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 气化过程中碱金属及氯元素的迁移特性实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 实验方法 |
| 3.2.3 碱金属赋存形态测定 |
| 3.2.4 氯元素测定 |
| 3.2.5 释放率定义 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 农业生物质中碱金属赋存形态分析 |
| 3.3.2 气化温度对碱金属释放率和赋存形态的影响 |
| 3.3.3 反应气氛对碱金属释放率和赋存形态的影响 |
| 3.3.4 气化温度对氯赋存形态的影响 |
| 3.3.5 Cl元素在不同气化温度与碱金属释放关系 |
| 3.3.6 Cl元素在不同气化气氛与碱金属释放关系 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 气化气氛中HCl气体的脱除特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 实验材料表征分析 |
| 4.2.3 实验装置及方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 脱氯脱氯剂表征结果分析 |
| 4.3.1.1 脱氯剂SEM-EDX分析 |
| 4.3.1.2 脱氯剂在不同焙烧温度下的XRD分析 |
| 4.3.1.3 脱氯剂在不同焙烧温度下的傅里叶红外分析 |
| 4.3.1.4 脱氯剂在不同焙烧温度下的孔隙结构表征分析 |
| 4.3.2 脱氯剂脱氯热重结果分析 |
| 4.3.3 脱氯剂气化条件下脱氯特性研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 农业生物质富氧气化工艺能值分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 能值理论 |
| 5.2.1 系统能值流图和系统符号语言 |
| 5.2.2 评价指标 |
| 5.2.3 能值分析方法及步骤 |
| 5.2.4 能值分析的优化途径分析 |
| 5.3 能值分析计算 |
| 5.3.1 数据资源 |
| 5.3.2 能值分析表 |
| 5.4 结果与讨论 |
| 5.4.1 能值投入产出分析 |
| 5.4.2 能值指标分析 |
| 5.5 秸秆富氧气化产气优化方案的能值分析 |
| 5.5.1 秸秆两段式富氧气化 |
| 5.5.2 优化方案的能值分析 |
| 5.5.3 优化方案能值分析的结果与讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 区域秸秆气化利用模式研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 秸秆资源化系统经济评价指标 |
| 6.2.1 工程净现值计算 |
| 6.2.2 工程内部收益率计算 |
| 6.2.3 工程投资回收期 |
| 6.3 秸秆资源化成本估算模型 |
| 6.4 秸秆资源化单位经济半径模型构建 |
| 6.5 秸秆资源化经济性影响因素分析 |
| 6.5.1 秸秆沼气集中供气工程经济性影响因素分析 |
| 6.5.1.1 工程成本与收益分析 |
| 6.5.1.2 秸秆沼气集中供气经济性影响因素研究 |
| 6.5.1.2.1 固定成本对工程经济性影响 |
| 6.5.1.2.2 运行成本对工程经济性影响 |
| 6.5.1.2.3 沼气价格 |
| 6.5.2 秸秆两段式富氧气化工艺经济性影响因素分析 |
| 6.5.3 秸秆富氧气化经济性影响因素分析 |
| 6.5.4 政策建议 |
| 6.6 秸秆两段式气化工程实例概算 |
| 6.6.1 秸秆收储成本 |
| 6.6.2 秸秆两段式气化系统 |
| 6.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 创新之处 |
| 7.3 论文不足之处及今后需要开展的工作 |
| 攻读博士学位期间研究成果 |
| 资助文/基金 |
| 致谢 |
（3）基于甲烷三重整过程的生物质制氢的增产节能工艺（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 制氢技术的研究进展 |
| 1.2.1 化石燃料制氢技术 |
| 1.2.2 新型制氢技术 |
| 1.3 可持续制氢技术发展 |
| 1.4 论文研究内容及研究意义 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 研究意义 |
| 2 生物质制氢过程建模和模拟 |
| 2.1 生物质预处理和气化单元 |
| 2.2 水煤气变换单元 |
| 2.3 酸性气体脱除单元 |
| 2.4 克劳斯单元 |
| 2.5 变压吸附单元 |
| 2.6 二氧化碳捕集、运输和封存单元 |
| 2.7 甲烷三重整单元 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 生物质基不同制氢过程的技术经济评价 |
| 3.1 化工技术经济研究方法 |
| 3.2 化工技术经济分析指标 |
| 3.2.1 能效分析 |
| 3.2.2 原材料消耗 |
| 3.2.3 二氧化碳捕集率 |
| 3.2.4 甲烷三重整技术的操作条件 |
| 3.2.5 总资本投资 |
| 3.2.6 生产成本费用 |
| 3.2.7 累积净现金流 |
| 3.2.8 碳税 |
| 3.3 生物质制氢与传统煤制氢过程技术经济分析 |
| 3.3.1 流程分析 |
| 3.3.2 技术性能分析 |
| 3.3.3 经济性能分析 |
| 3.4 基于二氧化碳捕集与封存技术的生物质制氢新工艺技术经济分析 |
| 3.4.1 基于二氧化碳捕集与封存技术的生物质制氢新工艺 |
| 3.4.2 技术性能分析 |
| 3.4.3 经济性能分析 |
| 3.5 基于甲烷三重整技术的生物质制氢新工艺技术经济分析 |
| 3.5.1 基于甲烷三重整技术的生物质制氢新工艺 |
| 3.5.2 技术性能分析 |
| 3.5.3 经济性能分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 生物质基不同制氢过程的生命周期评价 |
| 4.1 生命周期评价概述 |
| 4.2 生命周期评价模型 |
| 4.2.1 生命周期目标和范围 |
| 4.2.2 生命周期边界和功能单位 |
| 4.2.3 生命周期环境排放清单及计算模型 |
| 4.2.4 生命周期能源资源消耗计算模型 |
| 4.3 生物质制氢与传统煤制氢过程生命周期评价 |
| 4.3.1 生命周期清单分析 |
| 4.3.2 生命周期环境性能评价 |
| 4.3.3 生命周期资源能源消耗评价 |
| 4.3.4 敏感性分析 |
| 4.4 基于二氧化碳捕集与封存技术的生物质制氢新工艺生命周期评价 |
| 4.4.1 生命周期环境性能评价 |
| 4.4.2 生命周期资源能源消耗评价 |
| 4.5 基于甲烷三重整技术的生物质制氢新工艺生命周期评价 |
| 4.5.1 生命周期环境性能评价 |
| 4.5.2 生命周期资源能源消耗评价 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术成果 |
（4）基于秸秆自然腐解基准线的秸秆热解气化工程生态价值量估算方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 选题目的 |
| 1.3 国内外研究现状和趋势 |
| 1.3.1 国内外秸秆热解气化技术利用进展 |
| 1.3.2 国内外秸秆利用项目生态价值量估算研究进展 |
| 1.3.3 国内外秸秆自然腐解温室气体排放基准线研究进展 |
| 1.3.4 研究评述 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 研究方法 |
| 1.6 技术路线图 |
| 1.7 可能存在创新点 |
| 第二章 我国秸秆热解气化工程发展现状 |
| 2.1 秸秆热解气化技术体系基本构成与主要技术特点 |
| 2.1.1 秸秆空气气化工艺 |
| 2.1.2 秸秆热解炭气(油)联产工艺 |
| 2.1.3 秸秆干馏热解炭气联产工艺 |
| 2.1.4 三大工艺主要技术特点 |
| 2.2 秸秆热解气化工程产业发展现状 |
| 2.3 秸秆热解气化工程产业发展存在问题 |
| 2.4 秸秆热解气化工程产业发展对策建议 |
| 第三章 秸秆热解气化工程生态价值量估算方法 |
| 3.1 构建估算方法 |
| 3.2 基于生命周期评价法的项目净减排计量评估过程 |
| 3.2.1 基准线排放量 |
| 3.2.1.1 秸秆自然腐解温室气体排放 |
| 3.2.1.2 项目背景排放 |
| 3.2.2 秸秆热解气化过程能耗与项目产品使用排放增量 |
| 3.2.2.1 评价体系框架与边界 |
| 3.2.2.2 评价指标 |
| 3.3 工程项目生态价值量计算 |
| 3.4 小结与讨论 |
| 第四章 小麦秸秆自然腐解温室气体排放量试验测定与计算 |
| 4.1 试验材料与方法 |
| 4.1.1 试验场地概况与试验时间 |
| 4.1.2 试验设计与试验场建造 |
| 4.1.3 材料准备与投料 |
| 4.1.4 温室气体采样方法 |
| 4.2 数据处理与计算 |
| 4.2.1 数据处理 |
| 4.2.2 温室气体排放通量计算 |
| 4.2.2.1 S组小麦秸秆温室气体排放通量计算 |
| 4.2.2.2 W组小麦秸秆温室气体排放通量计算 |
| 4.2.3 温室气体排放总量计算 |
| 4.2.4 温室气体排放全球增温潜势计算 |
| 4.2.5 温室气体排放系数计算 |
| 4.2.6 温室气体排放强度计算 |
| 4.3 计算结果与分析 |
| 4.3.1 三组处理温室气体排放通量周年变化特征 |
| 4.3.2 三组处理温室气体累计排放量变化与周年排放总量 |
| 4.3.3 小麦秸秆自然腐解的综合温室效应(GWP) |
| 4.3.4 温室气体排放系数(k)与温室气体排放强度(GHGI) |
| 4.4 结论 |
| 第五章 大型秸秆热解气化工程生态价值量计算——以江西圣牛气化多联产工程项目为例 |
| 5.1 研究对象简介 |
| 5.2 基准线计算 |
| 5.3 项目排放量计算 |
| 5.4 项目生态价值量计算 |
| 5.5 项目营业收入计算 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（5）生物质厌氧消化沼液催化重整处理与制氢利用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 生物质厌氧消化技术的发展与应用现状 |
| 1.1.1 生物质处理与利用概况 |
| 1.1.2 生物质厌氧消化技术 |
| 1.2 沼液的处理与利用研究现状 |
| 1.2.1 沼液的肥料化利用 |
| 1.2.2 沼液的生物转化 |
| 1.3 沼液催化重整的研究与应用前景 |
| 1.3.1 催化重整技术 |
| 1.3.2 重整制氢催化剂 |
| 1.3.3 沼液废水的催化重整 |
| 1.4 本文研究内容与思路 |
| 第2章 模型化合物乙酸催化重整制氢 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料与方法 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 催化剂制备 |
| 2.2.3 水蒸气重整实验 |
| 2.2.4 催化剂表征 |
| 2.2.5 数据分析 |
| 2.3 催化剂的XRD表征 |
| 2.4 催化剂的催化制氢活性 |
| 2.5 催化剂的氮气吸附与TEM表征 |
| 2.6 催化剂的H_2-TPR与 XPS表征 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 模型化合物苯酚催化重整制氢 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料与方法 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 催化剂制备 |
| 3.2.3 水相重整实验方法 |
| 3.2.4 催化剂表征 |
| 3.3 催化剂硅铝比对苯酚水相重整制氢效果的影响 |
| 3.4 催化剂镍元素负载量对苯酚水相重整制氢效果的影响 |
| 3.5 催化反应条件对苯酚水相重整制氢效果的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 厌氧消化沼液的催化重整产氢性能与机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料与方法 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 催化剂制备 |
| 4.2.3 水蒸气重整实验方法 |
| 4.2.4 沼液组分分析与催化剂表征 |
| 4.2.5 数据分析 |
| 4.3 反应温度与厌氧消化底物对产氢性能的影响 |
| 4.4 沼液催化重整反应前后催化剂的FT-IR表征 |
| 4.5 沼液催化重整反应前后催化剂的XRD表征 |
| 4.6 沼液催化重整反应后催化剂的TG-MS表征 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 沼液催化重整过程物质流与能量流研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验材料与方法 |
| 5.2.1 实验材料 |
| 5.2.2 沼液组分分析方法 |
| 5.2.3 物质流与能量流计算方法 |
| 5.3 催化重整过程沼液的组分变化 |
| 5.4 生物质厌氧消化-沼液催化重整全过程产物分布 |
| 5.5 沼液催化重整过程能量流分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 沼液催化重整制氢过程的环境影响研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验材料与方法 |
| 6.2.1 研究样本 |
| 6.2.2 评估流程与研究边界 |
| 6.2.3 生物质能源化利用环境影响评价方法 |
| 6.2.4 碳减排项计算 |
| 6.2.5 副产物排放项计算 |
| 6.2.6 剩余物排放项计算 |
| 6.3 现有生物质能源化利用技术的环境影响 |
| 6.4 现有生物质能源化利用技术的环境影响提升潜力 |
| 6.5 催化重整环节的引入对厌氧消化过程环境影响的作用 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 本文主要结论 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A生物质能源化利用过程EIBP因子计算详表 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（6）气化条件下生物质与煤混合灰熔融特性和结渣特性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 生物质资源概述 |
| 1.3 生物质能源利用技术与现状 |
| 1.3.1 生物质能源转化和利用技术 |
| 1.3.2 国内生物质流化床气化研究现状 |
| 1.4 灰熔融特性与结渣特性在气化系统中的重要性 |
| 1.4.1 灰的影响及危害 |
| 1.4.2 灰熔融特性的国内外研究现状 |
| 1.4.3 生物质灰以及混合灰的结渣特性研究现状 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 第二章 原料的特性研究及灰样成分分析 |
| 2.1 原料的选取和特性分析 |
| 2.2 灰样制备及实验步骤 |
| 2.3 灰的成分分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 生物质灰及混合灰熔融特性和结渣特性研究 |
| 3.1 实验操作方法 |
| 3.1.1 灰熔融温度试验 |
| 3.1.2 灰样的高温热处理 |
| 3.2 灰熔融特性的实验与模拟分析 |
| 3.2.1 灰熔融温度结果分析 |
| 3.2.2 X射线衍射(XRD)结果与分析 |
| 3.2.3 FactSage热力学模拟结果与分析 |
| 3.3 结渣特性实验及分析 |
| 3.3.1 手动分解实验及分析 |
| 3.3.2 扫描电子显微镜(SEM)结果及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 生物质与煤共气化灰结渣判别综合分析 |
| 4.1 现有的结渣判别方法及指标 |
| 4.2 还原条件下生物质与煤混合灰的结渣程度判别 |
| 4.2.1 主成分分析法的基本原理 |
| 4.2.2 生物质灰及其混合灰结渣特性评价指标 |
| 4.2.3 计算结果及分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
（7）燃煤协同处理农村垃圾试验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 农村垃圾概述 |
| 1.2 课题来源及研究目的 |
| 1.3 燃煤协同处理垃圾研究现状 |
| 1.4 研究可行性分析 |
| 1.5 研究内容与技术路线 |
| 2 试验 |
| 2.1 试验装置 |
| 2.2 试验物料 |
| 2.3 试验仪器 |
| 2.4 试验方法 |
| 3 垃圾特性分析 |
| 3.1 特征分析 |
| 3.2 热重分析 |
| 3.3 垃圾热解气分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 协同处置垃圾对燃煤的影响 |
| 4.1 煤的特征分析 |
| 4.2 煤的燃烧状态分析 |
| 4.3 垃圾协同处置对燃煤的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 污染分析与控制 |
| 5.1 烟气污染 |
| 5.2 烟尘污染 |
| 5.3 固体废弃物 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（8）基于铁基氧载体的生物质化学链气化特性及模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 生物质能的利用及发展 |
| 1.2.1 生物质能概况及利用技术 |
| 1.2.2 生物质气化技术 |
| 1.3 化学链气化技术的利用及发展 |
| 1.3.1 化学链技术的原理及发展 |
| 1.3.2 化学链中氧载体的研究现状 |
| 1.3.3 碱金属在气化过程中的问题及基础研究 |
| 1.4 Aspen Plus软件在能源领域的应用 |
| 1.5 课题来源和主要研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 实验研究方法 |
| 2.1 反应装置及流程 |
| 2.1.1 固定床实验 |
| 2.1.2 TG-FTIR分析 |
| 2.1.3 氧载体表征方法 |
| 2.2 数据处理方法 |
| 第三章 生物质化学链气化的基本特性 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.2 水蒸气对化学链气化的影响 |
| 3.3 Fe_2O_3/C摩尔比对化学链气化的影响 |
| 3.4 温度对化学链气化的影响 |
| 3.5 氧载体的物相分析 |
| 3.6 循环反应次数对氧载体反应性能的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 碱金属盐对化学链气化的影响 |
| 4.1 实验材料 |
| 4.2 生物质化学链气化TG-FTIR分析 |
| 4.2.1 添加碱金属的化学链气化失重特性 |
| 4.2.2 添加碱金属的化学链气化气体排放特性 |
| 4.3 不同碱金属盐对化学链气化的影响 |
| 4.3.1 K_2CO_3盐的添加比例对气化反应的影响 |
| 4.3.2 KCl盐的添加比例对气化反应的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 化学链气化系统模拟研究 |
| 5.1 Aspen Plus软件介绍 |
| 5.2 气化系统建模 |
| 5.2.1 系统模型的假设条件 |
| 5.2.2 组分设置 |
| 5.2.3 化学链气化制合成气系统模型和流程 |
| 5.3 不同工况条件对化学链气化过程的影响 |
| 5.3.1 Fe_2O_3/C的摩尔比对气化反应的影响 |
| 5.3.2 水蒸气与生物质质量比对气化反应的影响 |
| 5.3.3 不同种类生物质的化学链气化特性 |
| 5.4 本章小结 |
| 全文总结与展望 |
| 全文总结 |
| 本文主要创新点 |
| 下一步研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（9）基于Fe2O3及其复合氧载体的生物质多元体系化学链气化特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.1.1 能源生产消费现状及环境问题 |
| 1.1.2 生物质能利用技术及现状 |
| 1.1.3 合成气的利用技术 |
| 1.2 生物质化学链气化技术概况 |
| 1.2.1 化学链气化技术原理 |
| 1.2.2 生物质CLG技术研究现状 |
| 1.3 课题来源及主要研究内容 |
| 第二章 实验研究方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 固定床气化实验 |
| 2.3 TG-FTIR分析 |
| 2.4 氧载体表征方法 |
| 2.4.1 扫描电子显微镜与能谱分析(SEM-EDS) |
| 2.4.2 X射线衍射(XRD) |
| 2.4.3 电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES) |
| 2.4.4 比表面积(BET) |
| 2.5 数据处理 |
| 第三章 生物质CLG反应特性研究 |
| 3.1 热解过程中主要气体产物的释放特性 |
| 3.2 CLG合成气的释放特性 |
| 3.3 温度和摩尔比Fe_2O_3/C对 CLG的影响 |
| 3.4 CLG中的碱金属迁移特性 |
| 3.5 氧载体反应前后性能分析 |
| 3.5.1 气化温度对还原产物分布的影响 |
| 3.5.2 氧载体添加比率对还原产物分布的影响 |
| 3.5.3 碱金属对还原产物形态的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 水蒸气-Fe_2O_3-CaO多元反应体系下合成气生成特性及氧载体性能研究 |
| 4.1 水蒸气对CaO-CLG的影响 |
| 4.2 摩尔比CaO/C对 CaO-CLG的影响 |
| 4.3 温度对CaO-CLG的影响 |
| 4.4 CaO-CLG循环反应分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 Ca_2Fe_(2-x)Mn_xO_5 复合氧载体的性能研究 |
| 5.1 Ca_2Fe_(2-x)Mn_xO_5 复合氧载体的制备与结构表征 |
| 5.2 基于Ca_2Fe_(2-x)Mn_xO_5 复合氧载体的生物质TG-FTIR气化特性分析 |
| 5.2.1 基于复合氧载体的生物质气化失重特性 |
| 5.2.2 基于复合氧载体的生物质气化气体排放特性 |
| 5.3 Mn的添加比例对复合氧载体反应活性的影响 |
| 5.4 固定床Redox循环反应分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与工作展望 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（10）生物质定向热解制多元醇燃料过程模拟及全生命周期碳足迹研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 生物质及生物质能 |
| 1.3 生物质制液体燃料转化技术发展现状 |
| 1.3.1 生物质制液体燃料技术概述 |
| 1.3.2 生物质生物发酵法制醇类燃料技术 |
| 1.3.3 生物质气化合成液体燃料技术 |
| 1.3.4 生物质快速热解提质制液体燃料技术 |
| 1.3.5 生物质制备液体燃料三种技术路线对比 |
| 1.4 产品碳足迹及其评价方法 |
| 1.4.1 温室气体及其全球变暖潜值当量因子 |
| 1.4.2 碳足迹概念演变 |
| 1.4.3 产品碳足迹核算方法 |
| 1.5 生命周期评价方法 |
| 1.5.1 生命周期评价方法介绍 |
| 1.5.2 生命周期评价在生物质能转化领域应用 |
| 1.6 课题的研究背景、目的、思路及内容 |
| 1.6.1 课题的研究背景与目的 |
| 1.6.2 课题的研究思路与内容 |
| 1.7 本章小结 |
| 第二章 生物质定向热解制多元醇系统设计和评价指标构建 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 化工系统分析与集成基础理论 |
| 2.3 生物质定向热解制多元醇燃料工艺原理 |
| 2.4 生物质定向热解制多元醇燃料工艺系统设计 |
| 2.4.1 生物质快速热解制生物油子系统 |
| 2.4.2 油相生物油化学链制氢子系统 |
| 2.4.3 水相生物油超临界甲醇酯化-两级低中温催化加氢子系统 |
| 2.5 生物质定向热解制多元醇燃料系统主要过程单元及其模拟模型 |
| 2.5.1 生物质干燥过程单元及其模拟模型 |
| 2.5.2 生物质快速热解过程及其模拟模型 |
| 2.5.3 燃料燃烧过程及其模拟模型 |
| 2.5.4 铁基载氧体化学链制氢主要反应过程及其模拟模型 |
| 2.5.5 水相生物油提质过程模拟模块确定 |
| 2.5.6 CO_2、H_2与水蒸汽分离与压缩单元 |
| 2.5.7 流体压缩和蒸汽透平做功过程 |
| 2.5.8 产物分离提纯过程单元 |
| 2.6 生物质定向热解制多元醇工艺系统评价指标构建 |
| 2.6.1 产物产率指标 |
| 2.6.2 化学链制氢子系统性能指标 |
| 2.6.3 产品工艺系统能源利用指标 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 生物质定向热解制多元醇燃料过程模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 惰性载热体自热式生物质快速热解制生物油子系统流程模拟 |
| 3.2.1 生物质原料与生物油组分数据信息 |
| 3.2.2 生物质快速热解制备生物油子系统过程模拟 |
| 3.3 油相生物油铁基载氧体化学链制氢子系统工艺流程模拟 |
| 3.3.1 化学链制氢反应过程影响因素分析 |
| 3.3.2 化学链制氢子系统运行方案确定 |
| 3.3.3 油相生物油铁基载氧体化学链制氢子系统流程模拟 |
| 3.4 水相生物油超临界甲醇酯化-两级催化加氢制多元醇子系统流程模拟 |
| 3.4.1 水相生物油超临界甲醇酯化-两级催化加氢制多元醇子系统模拟流程 |
| 3.4.2 水相生物油超临界甲醇酯化-两级低中温催化加氢制多元醇子系统模拟结果 |
| 3.5 生物质定向热解制多元醇工艺系统性能评价 |
| 3.5.1 生物质定向热解制多元醇工艺系统碳元素代谢分析 |
| 3.5.2 生物质定向热解制多元醇工艺系统性能指标计算 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 生物质基多元醇燃料全生命周期碳足迹评价模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 产品LCA模型建立涉及的概念与规则说明 |
| 4.2.1 产品LCA模型建立涉及的概念界定 |
| 4.2.2 产品LCA模型建立涉及的计算规则说明 |
| 4.3 产品LCA模型组成与建立 |
| 4.3.1 产品LCA模型组成 |
| 4.3.2 LCA基础计算模型建立 |
| 4.3.3 多元醇和氢气产品LCA计算模型建立 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 生物质基多元醇燃料全生命周期碳足迹研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 LCA目的与范围确定 |
| 5.3 产品生命周期数据清单 |
| 5.3.1 共生产品负荷分配方法 |
| 5.3.2 产品生命周期数据清单分析 |
| 5.4 产品生命周期碳足迹研究 |
| 5.4.1 氢气产品生命周期碳足迹分析 |
| 5.4.2 多元醇产品全生命周期碳足迹分析 |
| 5.4.3 氢气和多元醇产品生命周期数据敏感性分析 |
| 5.4.4 不同氢气生产工艺供氢对多元醇生命周期化石能耗与碳足迹影响 |
| 5.4.5 剩余氢气产品替代对多元醇生命周期化石能耗与碳足迹影响 |
| 5.5 不同工艺路线生物质基液体燃料生命周期碳足迹分析 |
| 5.5.1 典型生物质基液体燃料生产技术路线 |
| 5.5.2 几种典型生物质基液体燃料生命周期碳足迹分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 全文总结及展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简历 |
| 攻读博士学位期间学术成果 |
四、秸秆气化技术仍需完善（论文参考文献）
- [1]生物质成型燃料气化反应特性研究[D]. 亓冬鑫. 哈尔滨商业大学, 2021(12)
- [2]农业生物质气化关键问题及区域气化利用模式研究[D]. 陈天宇. 东南大学, 2020
- [3]基于甲烷三重整过程的生物质制氢的增产节能工艺[D]. 李国选. 青岛科技大学, 2020(01)
- [4]基于秸秆自然腐解基准线的秸秆热解气化工程生态价值量估算方法研究[D]. 王莹. 中国农业科学院, 2020(01)
- [5]生物质厌氧消化沼液催化重整处理与制氢利用研究[D]. 陶俊宇. 天津大学, 2020(01)
- [6]气化条件下生物质与煤混合灰熔融特性和结渣特性的研究[D]. 张羽钧. 江苏大学, 2020(02)
- [7]燃煤协同处理农村垃圾试验研究[D]. 杨钊. 中国矿业大学, 2020(01)
- [8]基于铁基氧载体的生物质化学链气化特性及模拟研究[D]. 莫菲. 华南理工大学, 2020(02)
- [9]基于Fe2O3及其复合氧载体的生物质多元体系化学链气化特性研究[D]. 吴宇婷. 华南理工大学, 2019(01)
- [10]生物质定向热解制多元醇燃料过程模拟及全生命周期碳足迹研究[D]. 衡丽君. 东南大学, 2019