加压循环湍动流化床煤气化试验与模型研究的任务书.docx

加压循环湍动流化床煤气化试验与模型研究的任务书
任务书
1.研究背景：
随着能源需求的不断增加，传统的化石能源也面临着日益紧张的状况。作为一种新型的可再生能源，生物质能作为能源替代品的发展趋势日益明显。生物质可以通过热化学方法转化为生物质煤气，具有高效利用生物质资源、减少环境污染等优点。加压循环湍动流化床是一种新型的煤气化反应器，具有较高的适应性和实用性。煤气化试验与模型研究是对加压循环湍动流化床煤气化反应器进行优化设计和工艺参数调整的基础。因此开展加压循环湍动流化床煤气化试验与模型研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
2.研究目的：
（1）开展加压循环湍动流化床煤气化反应器的煤气化试验，研究不同试验条件下反应器的煤气化效率和煤气组成，探究影响煤气化反应器性能的因素；
（2）基于试验数据建立加压循环湍动流化床煤气化反应器的流动模型和煤气化反应动力学模型，分析反应器的流动特性和反应过程，并对反应器进行优化设计；
（3）评估加压循环湍动流化床煤气化反应器的经济性、环境友好性和可操作性，为该反应器在工业化应用中提供理论和实践依据。
3.研究内容：
（1）设计加压循环湍动流化床煤气化试验装置，对不同粒径的生物质进行煤气化实验。
（2）利用多变量统计分析方法对实验数据进行处理，研究不同反应参数对反应器性能的影响。
（3）建立加压循环湍动流化床煤气化反应器的流动模型和煤气化反应动力学模型，并对反应器进行优化设计。
（4）通过实验和模型分析，评估加压循环湍动流化床煤气化反应器的经济性、环境友好性和可操作性。
（5）撰写研究报告，进行学术交流。
4.研究方法和技术路线：
（1）设计加压循环湍动流化床煤气化试验装置。
（2）采用响应面分析法和Box-Behnken实验设计方法对反应器进行试验，获取不同反应条件下的实验数据。
（3）基于实验数据建立加压循环湍动流化床煤气化反应器的流动模型和煤气化反应动力学模型，并对反应器进行优化设计。
（4）评估加压循环湍动流化床煤气化反应器的经济性、环境友好性和可操作性，综合考虑其应用前景。
（5）撰写学术论文和参加学术交流会议，与同行交流研究成果和短板。
5.预期成果：
（1）煤气化实验数据和模型研究成果，为加压循环湍动流化床煤气化反应器的优化设计提供依据；
（2）加压循环湍动流化床煤气化反应器的流动模型和煤气化反应动力学模型，为反应器流动特性和反应过程的深入解析提供理论基础；
（3）加压循环湍动流化床煤气化反应器的经济性、环境友好性和可操作性评估结果，为该反应器的推广应用提供技术支撑；
（4）撰写高水平论文，在国内外核心期刊上发表，提升学术影响力。
6.研究计划：
本研究计划为期2年。
第一年：
（1）设计加压循环湍动流化床煤气化试验装置。
（2）在不同反应条件下进行煤气化实验，获取实验数据。
（3）采用响应面分析法和Box-Behnken实验设计方法对实验数据进行处理，获得试验参数和反应器性能之间的关系。
（4）利用实验数据建立反应器的流动模型和煤气化反应动力学模型。
（5）撰写第一年的研究报告，初步掌握煤气化反应器试验和建模方法。
第二年：
（1）基于实验数据和模型结果，对反应器进行优化设计。
（2）评估加压循环湍动流化床煤气化反应器的经济性、环境友好性和可操作性。
（3）撰写高水平学术论文，进行学术交流和发表。
（4）总结研究成果，撰写结题报告。
7.参考文献：
[1]翟敏,张镐龙,王天宝,等.加压循环湍动流化床煤气化实验研究[J].化工进展,2016,35(1):338-343.
[2]沈琳,翁群涛,张丽红,等.不同粒径生物质在加压循环湍动流化床中的煤气化性能比较[J].生物质化学工程,2017,51(4):33-38.
[3]吕秋宝,杨海凌,刘洋,等.加压循环湍动流化床煤气化反应器动力学模型研究[J].煤炭转化,2015,38(1):12-16.