清洁与可再生能源研究:生物质能
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5.4 本章小结

在Chemkin生物油高温水蒸气气化反应机理的基础上,将其导入到基于三相交流等离子体反应器模型的Fluent建模中,结合RNG k-ε模型、EDC模型和分散相模型的鼓风雾化器模型,成功地建立了生物油的计算流体动力学和化学反应动力学耦合的等离子体气化模型。随后对不同进料速率、不同N2流量和不同C7H8/C10H8摩尔比对模拟结果的影响,得到相关结论如下:

(1)进料速率的增加使反应区的温度下降,导致CO产量降低,而H2产量先增加后减小。综合考虑产气特性和反应指标后,50%进料速率为100%N2流量条件下的最佳进料速率。

(2)降低N2流量能够增加反应停留时间,但同时也会降低反应区内的温度,使各项反应指标并不优越于其他N2流量条件,而且降低N2流量会导致等离子体区内的最高温度过高,从而影响等离子体区设备的寿命以及增加散热损失。最后得到最佳的反应条件为50%进料速率和100%N2流量。

(3)C7H8/C10H8摩尔比对产气特性、生物油转化率、CO转化率和能量利用率的影响很小。