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軟件模擬生物質氣化爐氣化過程

   通過模擬固體生物質轉化為氣體過程中的不同熱化學相,對生物質氣化爐氣化過程進行了模擬。該模型是用ASPEN Plus仿真軟件開發的。事實上,在生物質氣化過程中,有可能識別四個主要的轉化步驟:幹燥、熱解、氣化和燃燒(可以在氧化和還原反應中分裂)。生物量不是一個純組分,因此,它被包括在模型中作為一個非傳統的組成部分,主要通過極限分析和近似分析來描述。模擬氣化過程的方法需要熱解步驟的實驗數據,以確定該步驟的煤焦、煤氣和焦油的產率。在熱解單元之後,組成熱解固體、液體和氣體產物的元素被導向代表整個氣化過程的氣化和燃燒階段的區塊,以下稱為氣化區塊。這是由理想吉布斯反應器塊(RGibbs塊)描述的,在那裏與氣化劑(蒸汽和空氣)發生反應。該模塊基於吉布斯自由能最小化,盡管氣化和燃燒階段不在平衡條件下,實驗數據和模擬數據之間存在較大偏差。因此,采用限製化學平衡法,用溫度法(TA)來補償這些差異。在之前的工作中,在蒸汽與生物量的比例範圍內驗證了柑橘皮和木材的兩個獨立模擬模型。Gibbs生物質氣化爐中每種生物量的TA值在0.5-1.2範圍內都可以使用。然而,最佳的TA是生物量特異性的,柑橘皮和木材的TA分別為-190°C和-170°C。本文建立了氣化過程的仿真模型。特別是,使用柑橘和木材的原料混合物,而不是單一的生物質。在這種情況下,生物質氣化爐之前的氣化過程步驟(即幹燥和熱解分解)對於原料混合物中的兩種生物材料是相同的。

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