生物质循环流化床气固两相流数值模拟与热解气化试验研究的开题报告一、研究背景及意义随着环境保护意识的提高和可再生能源的需求增加，生物质成为进行能源转化的重要来源之一。生物质热解气化技术是生物质能源转化利用的重要途径，能够高效地转化生物质成为燃气和高品质液体燃料。循环流化床技术是生物质热解气化的常用技术，具有高效、节能、环保等优点。针对目前生物质循环流化床技术存在的问题，例如，气固两相流场分布不均、反应器内温度分布不合理等，需要对生物质循环流化床气固两相流进行数值模拟，并进行热解气化试验研究。二、研究内容本课题着眼于提高生物质循环流化床气固两相流模拟的精度和可靠性，深入研究生物质在循环流化床反应器中的气固两相流动特性以及热解气化反应过程。具体研究内容包括：1.基于ANSYSFluent软件对生物质循环流化床内部气固两相流动进行数值模拟和分析，建立数值模型。2.基于数值模型进行生物质热解气化反应器的温度分布、流场分布等性能分析和优化，并进行反应器内物质流动等的深入研究。3.通过试验研究生物质在循环流化床中的行为，获取生物质的物化性质等参数，进行理论模型的验证，提高模型精度和可靠性。三、研究方法和技术路线本课题采用数值模拟和实验研究相结合的方法，建立生物质循环流化床气固两相流模型，并进行热解气化试验研究，构建如下的研究技术路线：（1）生物质循环流化床热力学模型的建立采用经典的能量均衡方法，建立生物质循环流化床反应器的热力学模型，包括气态、固态两相单元，并考虑气固两相流动的模型。基于ANSYSFluent等软件对循环流化床内部气体和颗粒双向耦合流动进行数值模拟，得到生物质在反应器内的温度分布、流场分布等性能参数，分析反应器内部气体和颗粒的流动行为。（2）生物质热解气化试验研究采用实验室内制备生物质试样，测定其物化性质参数，进行动态热解气化试验，获取生物质的热解过程中关键物质的变化规律，以及气体产物的组成、含量和气体的热值等指标。（3）计算机模拟和试验数据分析基于所得数据，进一步研究生物质循环流化床反应器内气体、颗粒流动特性，验证分析理论模型，优化反应器结构，提高生物质热解气化技术的经济效益和应用价值。四、研究预期成果通过本研究，将获得以下成果：（1）建立生物质循环流化床气固两相流模型，并验证模型精度和可靠性；（2）分析生物质在循环流化床内的气固两相流动特性、温度分布等性能参数，为优化设计反应器结构提供参考；（3）研究生物质热解气化反应机理和气体产物组成，为生物质能源的利用提供科学依据；（4）提高生物质热解气化技术的经济效益和应用价值，为促进可再生能源的开发和利用作出贡献。