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1、综合计算法生物质模型的建立摘要生物质能与常规的化石能源相比，具有资源丰富、可再生和清洁三大特点。我国的稻壳资源和木材资源非常丰富，每年产稻谷近200Mt，可获得稻壳约40Mt，折合为标准煤约20Mt。在南方各个省份，把稻谷作为燃料已历史久远，且我国的木材废料，各大木材加工厂产生的木屑未被利用以及一些一次性木材制品的大量使用，也造成了一种资源浪费，如将其制成生物质燃料，将是一种节约能源的有效方式。因此，研究生物质气化对于节约能源，保护地球生态环境，减少温室气体的排放有着重要意义。由于我国大量的秸秆和木材废料被焚烧或废弃,不但造成严重的环境污染,而且浪费了宝贵的可再生能源,因此，研究开发生物质成型
2、燃料具有重要意义。通过对生物质成型燃料国内外发展现状、生产工艺、性能特点和主要技术参数的阐述,详细分析了使用生物质成型燃料的节能效益、生态效益和经济效益,展望开发生物质成型燃料前景。 本文阐述了生物质的定义、气化原理、气化设备，气化特点以及气化的影响因素。并对我国的研究背景及现状进行分析，以及对未来发展的展望。最后通过VisualBasic与MatlAB两个软件分别用综合计算法与反应平衡法两种方法进行计算与比较。对两组最终产物进行分析并确定该种方法的可行性。关键词：生物质气化 综合计算法 反应平衡法 气化床 反应平衡常数KAbstractBiomass compared with conven
3、tional fossil fuels, with abundant resources, renewable and clean three characteristics.Chinas rice husk and wood resources are very rich in rice production every year nearly 200Mt, rice husk available about 40Mt, converted into standard coal of about 20Mt.All provinces in the south, the rice has a
4、long history as a fuel, and our wood waste, wood chips produced by the major wood processing plants not being used, and some one-time large-scale use of wood products, but also created a waste of resources, such as its made from biomass fuels, would be a effective way to conserve energy.Therefore, g
5、raduate students gasification for energy conservation, protection of global environment, reduce greenhouse gas emissions is also of great significance.Of a large number of straw and wood waste is burned or abandoned, not only caused serious environmental pollution, and waste of valuable renewable en
6、ergy, therefore, research and development of biomass briquettes is of great significance.Through the development of biomass briquettes situation at home and abroad, production process, performance characteristics and describes the main technical parameters of a detailed analysis of the use of biomas
7、s briquette energy efficiency, ecological and economic benefits, look to future development of biomass briquettes.In this paper, the definition of biomass, gasification principle, gasification equipment, gasification characteristics and gasification of factors.And the research background and current
8、 situation of the analysis, as well as future development prospects.Finally, VisualBasic and MatlAB two software methods were used and reaction consolidated balance method to calculate and compare the two methods.The final products were analyzed in two groups and determine the feasibility of this me
9、thod,Keywords：Biomass gasification ;Method for Calculating ;Reaction equilibrium; Bed gasification; Reaction equilibrium constant K目录摘要IAbstractII第一章 绪论- 1 -1.1 前言- 1 -1.2 研究背景- 1 -1.3 我国现状分析- 2 -1.4 生物质气化的原理- 2 -1.5 生物质气化的设备- 3 -1.5.1 固定床气化炉- 3 -1.5.2 流化床气化炉- 4 -1.6 流化床生物质气化过程反应- 4 -1.7 生物质的特点- 5 -
10、1.8 影响生物质气化的主要因素- 5 -1.8.1气化剂的影响- 5 -1.8.2 粒径的影响- 6 -1.8.3 温度及压力的影响- 6 -1.9论文的主要工作- 7 -第二章 Visual Basic与MATLAB的简介与使用方法- 8 -2.1Visual Basic（VB）简介及本次设计中的操作- 8 -2.1.1VB术语- 8 -2.1.2本次设计中的使用方法- 8 -2.2MATLAB简介- 9 -2.2.1MATLAB在该设计中的使用方法- 10 -第三章 综合计算法与反应平衡法- 11 -3.1综合计算法概述- 11 -3.1.1料预处理阶段的计算- 11 -3.1.2气化过
11、程的计算- 12 -3.1.3计算举例- 13 -3.2反应平衡计算法- 21 -第四章 总结- 31 -4.1计算方法总结- 31 -参考文献- 32 -致谢- 33 -附录 1 Visual Basic程序- 34 -附录2 Matlab程序- 42 - 43 -第一章 绪论1.1 前言生物质能是一种理想的可再生能源。由于分布广泛、有利于环保等特点,越来越受到世界各国的关注。生物质气化技术是利用生物质能的一种方式,生物质能是指由光合作用而产生的各种有机体,光合作用利用空气中的二氧化碳和土壤中的水,将吸收的太阳能转换为碳水化合物和氧气。生物质通常包括农业废弃物、木材及森林工业废弃物、禽畜粪便
12、、城镇生活垃圾以及能源作物等几种类型。生物质能具有以下特点：属于可再生能源，可保证能源的永续利用;种类多而分布广,便于就地利用,利用形式多样;相关技术已经成熟，可贮存性好；节能、环保效果好。而且，石油和煤等化石资源储量有限，而中国是一个石油进口大国，面临巨大的能源压力，开发可再生能源势在必行。此外，为保护生态系统，降低温室效应，也必须尽量减少使用化石能源。将太阳能储备最丰富的生物质高效转化为洁净能源，实现能源结构的多元化，对于推动可持续发展，保障国家的能源安全，具有重要意义。本文中生物质主要指稻壳、秸秆、木屑等植物质。生物质能有两大显著特点：(1)环境友好，由于生物质通过光合作用吸收成长，使用
13、时放出的量与吸收的量相当，具有 “零排放”的优点；(2)量大、面广、可再生。美国、日本、欧洲等发达国家早把生物质能源作为21世纪能源发展的重点，把注意力放在生物质的能源转化方面。美国可再生能源圈家实验室从生物质合成甲醇；日本用食品垃圾发电，用稻糠和锯末合成生物质气。1.2 研究背景自然界的生态体系是由复杂的封闭食物链构成的。光合作用合成植物生物质(纤维和淀粉等)，它们被动物食用后转化为动物生物质，这种生物质被微生物降解还原成水和二氧化碳。这个体系包含多种生物种群，使各级转化过程中的废料和能量都被利用。从而来自太阳的能量被充分利用后逐渐消耗，而构成生物的各种元素则被循环使用。因此，这种生态体系是
14、可以持续发展的。科学技术对社会经济的发展产生了巨大的影响。使用化石类的生物质一一煤、天然气和石油作能源，引起了产业革命，在造就了当代巨大的物质文明的同时，也产生了大气污染，臭氧层破坏和全球变暖等严重环境问题。事实上，一方面人类大量使用煤和石油等化石燃料，放出它们储存的；另一方面森林面积又在迅速减少，造成大气中含量增加。1827年法国数学家傅利叶(Fourier)首先提出温室效应的可能性。19世纪末瑞典化学家阿仑尼乌斯(Arrehenius)指出燃烧化石产生的可能使全球变暖。1957年证明大气层中含量确实在迅速增加吼今天大气层含量是40万年来最高的。若无有效措施，到2100年，全球气温将平均上升
15、1.45.8。此外，地球上以煤和石油为主的化石型资源藏量有限，我国更是如此。因此，人类需要开发和使用不增加温室气体的非化石能源，让地球回归生态平衡。生物质的利用，特别是植物生物质正是地球生态系统为人类准备的能源。虽然人类利用生物质已有很长历史，但用作能源时，直接燃烧的热值和能量利用率都较低；用作原料时，利用的主要是一些易分离、易转化的纤维素，它们在整个生物质资源中所占比例尚小，而其它大部分则任其流失造成污染。因此，人类要重新依靠生物质作能源和化工原判，绝不能重新使用长期以来使用的粗放型的老方法，而是必须采用既充分利用资源，又不污染环境的绿色化学方法。其关键的问题是如何廉价洁净地把生物质转化成燃料和化工产品。生物质气化的本质就是将其储存的太阳能转化为产物的化学能。这些过程与二十世纪的石油化工有相似之处，事实上，石油就是矿化的生物质或生物质的化石，许多石油化工的技术都可以再借用。但是这些过程与石油化工又有一个重要差别，生物质是碳水化合物，它比石油(碳氢化合物)多含氧元素。因此，用生物质可以生产出富氧的洁净燃料，对保护环境十分有利。大力开展用生物质生产燃料的研究，必将推动化学沿这个新方向大发展。1.3 我国现状分析我国作为粮食大国，故而，稻壳与秸秆的产量是相当大的，如果加以利用，将是一种很好的节约能源的方式，而且，在我国树木总量巨大，如果将各大木材产业所产生
