生物质与聚乙烯共气化过程含氮污染物生成特性数值模拟研究
许传昌
罗素韩
朱贤青
李俊
朱恂
廖强
重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室,重庆 400044;重庆大学能源与动力工程学院工程热物理研究所,重庆 400044
摘要：上吸式气化炉中生物质与聚乙烯共气化可有效提高气化合成气的产气热值与H2产率,但在共气化过程中含氮污染物的生成与排放特性尚不清晰,有待进一步研究.因此,基于颗粒动理学理论和欧拉-欧拉方法构建了上吸式气化炉中气固流动与化学反应耦合的二维数理模型,探究了空气当量比(ER)、生物质与聚乙烯混合比和水蒸气与燃料比例(S/F)对含氮污染物生成的影响规律.结果表明,在生物质与聚乙烯共气化中,NH3和HCN主要来自生物质挥发分的热解反应,主要分布于气化炉的热解区与干燥区.NO主要来自焦炭的燃烧与气化反应,其含量在氧化区最高,但随后会与焦炭、CO和H2等气体的还原反应而降低.随着空气当量比的增加,NO的含量由5.17 ppmv(百万分之一的体积比,下同)逐渐增加为50.10 ppmv,而其他含氮污染物如N2O、NH3和HCN的含量则下降;增加水蒸气与燃料的比例可以导致NO含量由33.74 ppmv降低到0.95 ppmv,但会促进N2O的生成.此外,聚乙烯的加入可有效降低生物质气化过程中含氮污染物的生成,并且共气化过程中生物质与聚乙烯之间的协同作用会进一步抑制含氮污染物NO、NH3和HCN的生成.
关键词：生物质与聚乙烯上吸式固定床含氮污染物共气化数值模拟
分类号：X705(一般性问题)
资助基金：国家自然科学基金(52236009)重庆市技术创新与应用发展重点资助项目(cstc2019jscx-gksbX0018)
论文发表日期：2024-12-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 112-124 )
英文信息