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Building Simulation 2021年第3期14卷 523-533页

作者： Long Gao Gegentana Junchao Bai Baizhong Sun deyong che Shaohua Li School of Energy and Power Engineering Northeast Electric Power UniversityJilin 132012China

The goal of this study is to investigate the effect of key design parameters on the thermal performance of the packed bed heat storage device by numerical calculation.A one-dimensional,non-equilibrium packed bed latent heat storage mathematical model was established and the applicability of the model was *** results demonstrate that the inlet temperature of the heat transfer fluid(HTF)had the greatest influence on each *** the inlet temperature increased from 333 K to 363 K,exergy destruction increased threefold,effective heat storage time decreased by 67%,effective heat storage increased by 38%,and exergy efficiency decreased by 11%.The decrease of the capsule diameter had a positive effect on each evaluation *** to the sensitivity analysis,the order of importance of each parameter within their variation range was HTF inlet temperature,HTF flow rate,PCM capsule size and PCM initial temperature.

关键词： packed bed thermal energy storage solar heating system performance evaluation parametric analysis

Experimental study on influence of operating parameters on tar components from corn straw gasification in fluidized bed

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Frontiers in Energy 2021年第2期15卷 374-383页

作者： Shuai GUO Xiao WEI deyong che Hongpeng LIU Baizhong SUN School of Energy and Power Engineering Northeast Electric Power UniversityJilin 132012China

Gasification is a promising approach for converting solid fuel sources, including renewable ones like biomass, for use. The main problem in biomass gasification is the formation of condensable tars, including polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). This paper investigated the conversion of tar components during corn straw gasification. It analyzed collected tar components using a gas chromatograph-mass spectrograph (GC-MS). Experimental results indicate that, with increasing temperature from 700°C to 900°C, the concentrations of benzene, indene, phenanthrene, naphthalene, acenaphthylene, fluorene, and pyrene increased whereas those of toluene, phenol, 1-methylnaphthalene, and 2-methylnaphthalene decreased. As the equivalence ratio (ER) increased from 0.21 to 0.34, the concentrations of indene and phenanthrene increased from 0.148% and 0.087% to 0.232% and 0.223%, respectively. Further, the phenol content increased as ER increased from 0.21 to 0.26 and then decreased as the ER increased further to 0.34. Other parameters like the steam/biomass (S/B) ratio and catalyst also played a critical role in tar reduction. This paper demonstrates the conversion of some tar components and elucidates their chemical properties during gasification.

关键词： gasification tar components operating parameters

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松木屑与褐煤流化床共气化过程的分析

太阳能学报 2016年第4期37卷 968-973页

作者：车德勇孙艳雪李少华东北电力大学能源与动力工程学院吉林132012 中国大唐集团科学技术研究院北京100033

生物质与煤共气化可解决生物质不易稳定流化及气化气焦油含量高的问题。基于流化床反应器的松木屑与褐煤共气化试验,研究松木屑掺混比例对合成气及未反应碳的值和效率的影响,并将试验值和理论值进行分析比较。结果表明,各成分气体... 详细信息

生物质与煤共气化可解决生物质不易稳定流化及气化气焦油含量高的问题。基于流化床反应器的松木屑与褐煤共气化试验,研究松木屑掺混比例对合成气及未反应碳的值和效率的影响,并将试验值和理论值进行分析比较。结果表明,各成分气体对合成气值的贡献关系是:CH_4>C_2H_4>CO>H_2,松木屑气化有更好的能量利用效率;合成气值和效率的试验值均高于计算值,而未反应碳值和效率的试验值均低于计算值;在生物质掺混比例为50%的工况下,松木屑与褐煤共气化协同作用最显著,表现为一种更好的气化方式。

关键词： [火用]分析共气化煤生物质流化床

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生物质掺混比例对煤气化特性影响的试验研究

中国电机工程学报 2013年第5期33卷 35-40,7页

作者：车德勇李健李少华王庆霞东北电力大学能源与动力工程学院吉林省吉林市132012 中国大唐集团科学技术研究院北京市西城区100033 中国电力科学研究院北京市海淀区100192

在鼓泡流化床上研究松木屑和褐煤的共气化特性。在空气当量比为0.26的工况下,研究松木屑掺混比例0～100%对反应温度、产气组分、气化气热值、碳转化率和气化效率等参数的影响。结果表明:当木屑掺混比例从0%增加至100%时,反应温度逐渐降... 详细信息

在鼓泡流化床上研究松木屑和褐煤的共气化特性。在空气当量比为0.26的工况下,研究松木屑掺混比例0～100%对反应温度、产气组分、气化气热值、碳转化率和气化效率等参数的影响。结果表明:当木屑掺混比例从0%增加至100%时,反应温度逐渐降低,CO的体积含量从9.58%增加至17.29%,H2的体积含量从5.78%增加至6.50%,CO2的体积含量从14.25%下降至11.71%,CH4和CnHm的体积含量变化不大,呈先增加后降低的趋势,在掺混比例为50%时达到最大。气化气低位热值、碳转化率和气化效率均增加,在掺混比例为50%时,松木屑和褐煤共气化协同作用明显。

关键词：流化床生物质煤气化掺混比例

生物质与褐煤气化特性及半焦物化特性的演变规律

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太阳能学报 2015年第11期36卷 2744-2751页

作者：车德勇高俊男李少华赵晨伊东北电力大学能源与动力工程学院吉林132012 中国大唐集团科学技术研究院北京100033 东北电力大学电气工程学院吉林132012

对褐煤、松木屑、稻壳、秸秆及其掺混试样在CO2气氛下进行共气化热重实验，采用扫描电镜与傅里叶红外光谱仪对不同温度下（320～850℃）所得半焦的物化结构进行研究分析。研究发现：松木屑与褐煤按质量比1：1掺混时，其开始气化温度和... 详细信息

对褐煤、松木屑、稻壳、秸秆及其掺混试样在CO2气氛下进行共气化热重实验，采用扫描电镜与傅里叶红外光谱仪对不同温度下（320～850℃）所得半焦的物化结构进行研究分析。研究发现：松木屑与褐煤按质量比1：1掺混时，其开始气化温度和气化终止温度有所降低，说明混合燃料的气化特性较好；松木屑半焦中存在K、Ca等碱金属含量较高的球形颗粒物；随着气化温度的升高依次发生变形一褶皱一塌陷的变化过程，而碱金属的挥发主要集中在焦炭气化阶段；与褐煤相比，松木屑中羟基、脂肪族烷烃键等含量较高，气化时较低温度时即会断裂，从而为气化反应提供充足的还原性气氛。共气化过程中，小分子侧链-NH-键、烷基-CH2-、-CHSs键、芳香性烷键结构上的-CH2-、-CH，键、C=C键、醚键等含氧官能团的谱峰消失温度较褐煤单独气化时提前，表明共气化过程中生物质的加入加速了-NH-、-CH2-、-CH3、C=C及醚键等的断裂，进一步从微观角度证实生物质与煤共气化的协同作用。

关键词：生物质气化燃料煤物化结构

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木质素热解气相产物释放特性实验研究

中国电机工程学报 2015年第24期35卷 6439-6444页

作者：车德勇孙艳雪孙佰仲李少华东北电力大学能源与动力工程学院吉林省吉林市132012 中国大唐集团科学技术研究院北京市西城区100033

利用热重红外分析仪（TG-FTIR）对木质素进行热重分析及主要气相产物分析,结合红外光谱对木质素不同热解阶段生成的半焦进行研究。实验结果表明：木质素热解分为3个阶段,200℃以下为自由水挥发过程;200-550℃为主要热解阶段,此过程中木... 详细信息

利用热重红外分析仪（TG-FTIR）对木质素进行热重分析及主要气相产物分析,结合红外光谱对木质素不同热解阶段生成的半焦进行研究。实验结果表明：木质素热解分为3个阶段,200℃以下为自由水挥发过程;200-550℃为主要热解阶段,此过程中木质素苯环周围的官能团发生断裂,析出部分气体产物及焦油产物;550-900℃过程中,苯环发生解链或芳香缩聚成碳。通过FTIR的研究发现,木质素热解过程中,析出的主要气体包括H2O、CO2、CO以及烃类产物CH4等,CO2析出存在2个温度区间低温段（250-450℃）和高温段（650-750℃）,而CO在高温段大量生成,CH4的析出主要集中在在300-600℃温度区间。

关键词：木质素热解气相产物官能团

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生物质流化床空气水蒸气气化模拟

中国电机工程学报 2012年第35期32卷 101-106页

作者：车德勇李少华韩宁宁王海刚东北电力大学能源与动力工程学院吉林省吉林市132012 中国大唐集团科学技术研究院北京市西城区100033 哈尔滨工业大学燃烧工程研究所黑龙江省哈尔滨市150090

生物质气化是一种可有效利用生物质能源的热化学转化技术。该文利用大型化工流程模拟软件Aspen Plus建立生物质在流化床气化炉内空气水蒸气气化模型,并研究气化温度对产气组分的影响。将模拟结果与试验结果进行了对比,吻合良好,表明该... 详细信息

生物质气化是一种可有效利用生物质能源的热化学转化技术。该文利用大型化工流程模拟软件Aspen Plus建立生物质在流化床气化炉内空气水蒸气气化模型,并研究气化温度对产气组分的影响。将模拟结果与试验结果进行了对比,吻合良好,表明该模型具有一定的适用性。利用灵敏度分析功能研究了空气当量比（equivalence ratio,ER）和水蒸气/生物质质量比（S/B）对产气组分、热值以及气化效率的影响。结果表明：提高气化温度,产气中H2和CO2含量增加,而CO和CH4含量减小;在空气当量比为0.27时气化效率最高;当S/B取1.3~1.7范围时,产气热值较高,可达11.8MJ/m3。

关键词：生物质流化床空气-水蒸气气化 AspenPlus

CO_2气氛下乌拉盖煤热解过程中气体释放特征及机理

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化工进展 2014年第2期33卷 358-362,462页

作者：李少华高俊男车德勇中国大唐集团科学技术研究院北京100033 东北电力大学能源与动力工程学院吉林吉林132012

在热重分析仪上以CO2为气化介质，制取了不同温度下乌拉盖煤半焦，并采用SEM和FTIR分析半焦的物化特性变化规律。利用TG-FTIR研究其气相产物的析出规律和机理。研究发现，煤焦表面孔隙随着挥发分的析出逐渐变得发达直至变形塌陷。褐煤... 详细信息

在热重分析仪上以CO2为气化介质，制取了不同温度下乌拉盖煤半焦，并采用SEM和FTIR分析半焦的物化特性变化规律。利用TG-FTIR研究其气相产物的析出规律和机理。研究发现，煤焦表面孔隙随着挥发分的析出逐渐变得发达直至变形塌陷。褐煤中的有机官能团主要在320～850℃断裂缩合，850℃时褐煤已基本气化完全。烷烃类气体主要在热解阶段析出，由甲基、亚甲基、甲氧基中C-H键的断裂、重组所致；热解段CO的析出归因于羧基等含氧官能团的断裂，气化段是由于CO2气氛参与了焦炭的气化反应。

关键词：焦炭热解煤表面结构化学结构热重-红外光谱

钠盐对玉米秸秆热解气生成规律影响及反应动力学分析

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农业工程学报 2019年第20期35卷 235-241页

作者：郭帅衣雪车德勇刘洪鹏孙佰仲东北电力大学能源与动力工程学院

东北地区主要的农业废弃物玉米秸秆焚烧严重,造成环境污染,其合理消纳是亟需解决的问题。基于此,该文利用微型流化床与过程质谱联用仪研究在床温分别为550、600、650、700及750℃添加Na2CO3和NaCl的玉米秸秆热解气相产物(CO、CO2、CH4、... 详细信息

东北地区主要的农业废弃物玉米秸秆焚烧严重,造成环境污染,其合理消纳是亟需解决的问题。基于此,该文利用微型流化床与过程质谱联用仪研究在床温分别为550、600、650、700及750℃添加Na2CO3和NaCl的玉米秸秆热解气相产物(CO、CO2、CH4、H2)的析出特性,并采用等温模型拟合法计算了单组分气体产物生成反应的动力学参数。结果表明:随着温度的升高,4种热解气体产物的释放强度均有所增大,其中CO的变化程度最大。同时,添加钠盐后,各种气体释放起始时间差逐渐减小,说明钠盐促进了热解反应的进行。其中,添加Na2CO3后热解产生的CO、CO2和CH4的速率明显变快,表明其对含炭气相组分的生成具有明显促进作用。而添加NaCl后H2的生成速率明显加快,说明NaCl对H2生成具有选择性催化作用。此外,秸秆热解中不同气相产物生成反应活化能的计算结果也证实了上述结论。该文通过热解制备可燃气的方式以期为玉米秸秆的处理提供参考。

关键词：秸秆热解动力学气相产物

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稻壳在固定床中空气气化的数值模拟

太阳能学报 2013年第1期34卷 100-104页

作者：车德勇李少华杨文广王海刚张锐华北电力大学保定071003 东北电力大学吉林132012 哈尔滨工业大学哈尔滨150090

利用Aspen Plus建立稻壳在上吸式固定床气化炉内的空气气化模型,该模型预测气化温度、产气组分和热值,与试验数据吻合良好。利用Aspen Plus的灵敏度分析模块研究空气当量比ER值对气化温度、气体组分、产气热值以及气化效率的影响。结果... 详细信息

利用Aspen Plus建立稻壳在上吸式固定床气化炉内的空气气化模型,该模型预测气化温度、产气组分和热值,与试验数据吻合良好。利用Aspen Plus的灵敏度分析模块研究空气当量比ER值对气化温度、气体组分、产气热值以及气化效率的影响。结果表明:随着ER值的增加,气化温度逐渐升高,CO、H2和N2含量逐渐增加,而CH4和CO2含量逐渐减少,热值和气化效率也随之降低。

关键词：生物质空气气化上吸式固定床 Aspen Plus