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秸秆裂解炉开发与炉管内的温度场模拟

秸秆裂解炉开发与炉管内的温度场模拟

作者：冯小芹青岛科技大学

学位级别：硕士

生物质热解技术是缓解能源危机的重要途径之一,也是一种有效可行的经济路线。在生物质快速热裂解的各种工艺中,反应器的类型和加热方式在很大程度上决定了产物的最终分布和生物油的质量、产率等,并且对于生产过程中条件的控制和热能的... 详细信息

生物质热解技术是缓解能源危机的重要途径之一,也是一种有效可行的经济路线。在生物质快速热裂解的各种工艺中,反应器的类型和加热方式在很大程度上决定了产物的最终分布和生物油的质量、产率等,并且对于生产过程中条件的控制和热能的利用有重要影响。本文所做的主要内容如下: 以改善生物油的质量和提高生物油的产率为目的,在对现有生物质快速裂解装置类型和加热方式系统分析的基础上,提出了一种新型生物质裂解反应器——下吸式移动床裂解反应器。该裂解器的整个炉膛分为预热室和燃烧室,并在两区域连接处设置导流片。采用导流整流技术控制燃气的燃烧和热气流的流动,以保证裂解炉膛内温度均一。经过传热模型计算得到裂解器的基本结构为,炉体内径1.1m,燃烧室高度3.0m,预热室高度3.0m,炉膛内设有6根相同的裂解炉管。此裂解装置用燃气、煤或生物质热裂解产生的不凝气作为热源对裂解炉炉管内的生物质进行加热,可避免采用熔盐和砂子做中间加热介质。在充分分析Fluent软件计算模型和算法的基础上,选取了适用于炉管内气固两相流的数学模型和具体求解方法。基于颗粒动力学理论,考虑气体与颗粒、颗粒组分以及颗粒之间的相互作用,建立了下吸式移动床裂解炉炉管内的气固两相流动模型。假设颗粒为独立的连续相,颗粒用相应的粒径、密度和弹性恢复系数、体积分数等参数表示,重点从颗粒相的能量传递、耗散以及气固相间作用考虑模型的封闭。采用先进的CFD模拟软件FLUENT,运用欧拉——欧拉气固两相流模型和PC—SIMPLE算法,模拟了下吸式移动床裂解反应器。在不同进口气相速度下,模拟了颗粒在变径圆管（裂解炉炉管中间设有锥形段）和单纯的直行圆管内的流动特性及管内温度分布,并对两者的模拟结果进行了比较。在相同进料量的条件下,考察了粒径大小对管内固相分布的影响。结果显示,与普通直行圆管相比,变径圆管的锥形段对流场的影响更显著。在变径圆管内,颗粒经过锥形段后其运动轨迹呈“之”型,颗粒与颗粒之间发生明显的交叉现象,返混程度较强,更利于固相颗粒之间的热传递。当气相速度为0.01m/s、平均颗粒粒径为2mm时,炉管内的温度分布满足生物质快速裂解所需温度并且颗粒的停留时间是1.4s（小于2s）可有效抑制裂解气的二次裂解。

关键词：生物质裂解装置颗粒动力学 CFD

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生物质利用技术的研究进展

安徽农业科学 2011年第15期39卷 9207-9209页

作者：冯小芹青岛科技大学山东青岛266042

生物质作为环境友好型的可再生资源对于解决能源危机和环境污染等问题具有重大意义。综述了生物质能的主要利用和开发形式,包括生物化学转化过程(沼气技术、燃料乙醇等)和热化学转化过程(热裂解、气化等)。

关键词：生物质燃料乙醇沼气气化热裂解

镍(Ⅱ)-玫瑰红酸钠修饰碳糊电极对丹宁酸的电催化氧化及应用

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理化检验（化学分册） 2016年第11期52卷 1297-1301页

作者：冯小芹白敏郑莉西安石油大学化学与化工学院西安710065

通过电化学方法使玫瑰红酸(Rh)与镍(Ⅱ)[Ni(Ⅱ)]生成Ni(Ⅱ)-Rh配合物,并聚合、沉积于碳糊电极(CPE)表面,制成Ni(Ⅱ)-Rh修饰的CPE电极[记为Ni(Ⅱ)-Rh-CPE]。试验表明:丹宁酸在此修饰电极上产生电催化氧化反应,在0.1mol·L^(-1)氢氧化钠... 详细信息

通过电化学方法使玫瑰红酸(Rh)与镍(Ⅱ)[Ni(Ⅱ)]生成Ni(Ⅱ)-Rh配合物,并聚合、沉积于碳糊电极(CPE)表面,制成Ni(Ⅱ)-Rh修饰的CPE电极[记为Ni(Ⅱ)-Rh-CPE]。试验表明:丹宁酸在此修饰电极上产生电催化氧化反应,在0.1mol·L^(-1)氢氧化钠溶液中,在电位0.2~0.6V范围内,扫描速率为0.1V·s-1的条件下进行伏安测定,丹宁酸的浓度在0.2~1.0μmol·L^(-1)和1.0~50.0μmol·L^(-1)两个区间与其阳极峰电流间呈线性关系,检出限(3S/N)为0.14μmol·L^(-1)。以自来水和河水作基体,用标准加入法对方法的回收率进行试验,测得回收率在95.2%~104%之间。

关键词：镍(Ⅱ)-玫瑰红酸钠配合物修饰电极碳糊电极电聚合沉积丹宁酸

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种子不同处理方法对漆树幼苗生长的影响

西南林业大学学报（自然科学） 2018年第6期38卷 48-57页

作者：冯小芹胡勐鸿吕寻甘肃省小陇山林业实验局林业科学研究所甘肃天水741022 甘肃省次生林培育重点实验室甘肃天水741022 甘肃省小陇山林业实验局李子园林场甘肃天水741022

在沙坝落叶松/云杉国家林木良种基地,通过对漆树种子进行处理,分析98%浓硫酸、高温高碱、高温处理、机械处理、漆树子带壳沙藏、只催芽不做除蜡6种不同种子处理对漆树播种育苗出苗、苗木生长和质量的影响。结果表明:不同处理后的漆树种... 详细信息

在沙坝落叶松/云杉国家林木良种基地,通过对漆树种子进行处理,分析98%浓硫酸、高温高碱、高温处理、机械处理、漆树子带壳沙藏、只催芽不做除蜡6种不同种子处理对漆树播种育苗出苗、苗木生长和质量的影响。结果表明:不同处理后的漆树种子出苗期不同,且出苗率、地径、苗高、地径/苗高差异显著。用98%浓硫酸处理的种子播种9 d后开始出苗,23 d左右出苗结束,出苗率为74. 99%;其次是用高温+3%食用碱溶液处理的漆树种子,播种11 d开始出苗,出苗期25 d,出苗率71. 56%;带外果皮或不做除蜡处理的种子延续到第2年还有零星出苗,出苗率分别为12. 92%和13. 29%。98%浓硫酸处理漆树种子播种苗地径、苗高最大,高温+3%食用碱溶液处理漆树种子播种苗地径、苗高次之,2种种子处理方法播种苗的地径、苗高分别为(5. 52±0. 73) mm、(62. 99±7. 71) cm和(5. 48±0. 308) mm、(59. 93±4. 02) cm。98%浓硫酸和高温+3%食用碱溶液处理的种子,播种苗地径、苗高频数分布呈正太分布。生产中漆树育苗种子除蜡使用> 85℃水+3%食用碱溶液处理,也能达到与使用98%浓硫酸一样的效果,市场容易获得,又不污染环境。

关键词：漆树种子处理出苗期出苗率苗木质量

茜素花青绿在碳糊电极上的电化学行为及其测定

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应用化工 2016年第1期45卷 175-178页

作者：白敏冯小芹郑莉西安石油大学化学化工学院陕西西安710065

用循环伏安法研究了茜素花青绿(ACG)在碳糊电极(CPE)上的电化学行为,探讨了还原剂肼对其催化作用。结果表明,在pH=6.0的磷酸盐缓冲液中,ACG在CPE上产生一对2电子2质子的准可逆氧化还原峰。方波氧化峰电流与ACG浓度在2.0×10^(-8)~8.0×1... 详细信息

用循环伏安法研究了茜素花青绿(ACG)在碳糊电极(CPE)上的电化学行为,探讨了还原剂肼对其催化作用。结果表明,在pH=6.0的磷酸盐缓冲液中,ACG在CPE上产生一对2电子2质子的准可逆氧化还原峰。方波氧化峰电流与ACG浓度在2.0×10^(-8)~8.0×10^(-7)mol/L范围内呈线性关系,检出限为1.0×10^(-8)mol/L。pH=8.0时,肼对ACG的氧化过程产生了明显的催化作用,催化峰电流与ACG浓度在2.0×10^(-9)~8.0×10^(-7)mol/L范围内呈线性关系,检出限降低至1.2×10^(-9)mol/L。对ACG连续平行测定8次,相对标准偏差为3.7%。该方法可用于染料废水中茜素花青绿含量的测定,回收率在97%~102%。

关键词：茜素花青绿肼循环伏安法

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秸秆生物质热裂解技术的研究进展

中国农学通报 2011年第6期27卷 355-361页

作者：王伟文冯小芹段继海青岛科技大学山东青岛266042

生物质能源因其具有优良的环境友好性和可再生性而备受关注。开发利用生物质能源对废弃资源回收、能源结构转换、环境改善和保护等方面具有重大意义。笔者综述了目前生物质能的主要利用和开发形式,分析了生物质的热裂解机理、生物质热... 详细信息

生物质能源因其具有优良的环境友好性和可再生性而备受关注。开发利用生物质能源对废弃资源回收、能源结构转换、环境改善和保护等方面具有重大意义。笔者综述了目前生物质能的主要利用和开发形式,分析了生物质的热裂解机理、生物质热裂解技术的几种典型工艺和各种裂解装置的特点。此外,开发出规模化生产和成套设备的热裂解工艺是目前亟待解决的重要课题,亦是生物质热解发展的一种趋势。

关键词：生物质热裂解热裂解机理裂解工艺反应器