雙流體化床氣化爐之生質燃料氣化模擬分析

Abstract

流體化床具有下列優點：高熱傳率、高效率、低污染物排放、低燃燒溫度以及燃料選擇限制較低等，並且已廣泛應用在工業及發電廠上。雙流體化床氣化爐是採用快速內循環流體化床之概念來設計，快速內循環流體化床是將流體化床分為氣化流體化床區以及燃燒流體化床區，在這兩個區域間藉由固體粒子之流動來形成一循環迴路，由於在氣化流體化床區只注入水蒸汽進行氣化反應，因此能在氣化流體化床區中得到近乎沒有氮氣之合成氣。 本研究以計算流體力學軟體ANSYS-FLUENT來進行模擬，針對雙流體化床氣化爐分別建立二維及三維多相反應流模擬分析模型，以生質燃料作為進料，並與參考文獻進行比對。在二維雙流體化床模型進行蒸汽燃料比及溫度之參數分析。在氣化模擬結果方面，固定蒸汽流量、增加燃料流量使得蒸汽燃料比下降，合成氣中之氫氣、一氧化碳和二氧化碳之含量皆上升；在溫度方面，當進入氣化爐之床砂溫度上升時一氧化碳與二氧化碳之比例也會隨之增加。在三維模型中，已成?建立床砂於雙流體化床氣化爐內之循環模式，能預測床砂之移動路徑，並將內部流場可視化，能觀察到氣體成份分佈、反應區域大小等等。模擬結果之出口合成氣體與參考文獻進行比對，模擬之二氧化碳及氫氣之含量是高於實驗值，而一氧化碳之含量則是低估，甲烷之含量則與實驗近似，此一結果推測是因為水氣轉化反應速率與實驗相比高估所致。

Date of Award	2017 Sept 4
Original language	Chinese
Supervisor	Tsung-Leo Jiang (Supervisor)