7　总结与展望

7.1　总结

本论文主要研究基于生物油浆供应链的生物油浆气化特性，生物油浆技术能够在一定程度上解决传统生物质利用过程普遍存在的运输成本高和前处理过程复杂等缺点，成为生物质大规模高效率利用的基础。目前已经完成的工作包括生物油浆的基本理化特性测试，热重分析仪上的CO2气化反应性研究，实验室规模的固定床反应系统上的不同气氛的气化实验探究，生物油高温水蒸气气化反应机理的建立和验证，计算流体动力学和反应动力学耦合模型下的不同进料速率和不同N2流量的模拟以及三相交流等离子体反应器上的纯N2温度场测试试验同模型的对比等。得到相关结论如下：

（1）对生物油浆的配置及静态稳定性和表观黏度变化规律进行了研究，发现生物炭浓度小于20wt%时，生物油浆基本满足燃料的燃烧/气化需求，同时生物油浆能够提高生物油的能量密度。在其流动特性中，高温和低生物炭浓度有利于其流动。在热重分析仪上探讨生物油浆（生物炭浓度等于20wt%）的CO2气化反应性，得到升温速率越高，其CO2气化反应活化能越低，越有利于反应的进行，而热解制焦温度800℃为气化反应最佳制焦温度。

（2）在三种不同的气氛条件下，生物油浆气化产生的H2、CO和CH4的绝对产量均随着温度的升高而增大。在不同生物炭浓度对生物油浆的热解实验中，可初步判断生物油浆热解过程中并没有生物油和焦炭的交互作用与协同影响。高温和水蒸气的加入都有利于H2＋CO的产生，同时高温可加快气化反应使得H2产量的最高峰沿时间轴前移，而CO2却对H2和CH4的产生有较大的抑制作用。

（3）选用生物油的典型组成——C7H8和C10H8作为生物油的模型化合物，从热动力学的角度对其验证为可行，并得到模型化合物比例为1且反应时间为4s时的最佳反应条件为进料量为0.31 g/s，H2O/C为1.2，此时的生物油转化率为98.25%，能量利用率为98.25%。

（4）在绝热条件下的计算流体动力学和反应动力学耦合模型中，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。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，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过高的散热损失。最后得到最佳的反应条件为50%进料速率和100%N2流量。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。

（5）非绝热条件下考虑DTR M辐射模型的模拟结果在散热分配上和三相交流等离子体反应器的纯N2温度场试验有差异，但是模型能够较好地对总散热损失和温度场进行粗略的预测。而且在该条件下加入生物油的气化反应后的模拟结果表明，其能量利用率很低，主要因为90%的能量通过散热损失掉，因此，在实际的利用中，应加强保温措施，降低散热，提高能量利用率。