1. 研究目的与意义（文献综述）

传统化石能源作为我国长期以来消耗的主要能源，在过去很长一段时期内支持了中国经济的快速发展。然而由于“资源节约型、环境友好型”社会概念出现以及2015年达成《巴黎协定》后，围绕可再生、清洁等为核心的新型能源开始广泛被人们所了解。其中，生物质能源因其绿色环保、燃烧充分、灰分低等特点，且相对于其他可再生能源是唯一的可以为所有能源部门（包括交通运输、电力、加热和制冷等行业）提供化石燃料替代方案的能源而备受关注。地球上的可以利用的生物质能资源非常丰富，据统计，地球上每年通过光合作用产生的生物有机质约有1700亿吨，这些生物质中所蕴含的能量是全球能源消耗总量的10～20倍，但全球对生物质能源的利用率甚至没有达到3%，且生物质原料中过多的水分往往会延迟热解反应、增加供热成本和破坏热解液化产物的稳定性。此外，生物质还具有亲水性强、氧含量高、能量密度低（约18mj/kg）、不易储存且产地分散等缺点，造成其在运输、储存以及作为能源利用的成本偏高，进而限制了生物质利用技术的进一步发展。

近年来，秸秆等生物质的热化学转化利用（气化、液化、共燃）取得了较大发展，但无论哪种利用方式都对原料含湿量有较高要求，长期存湿稻秆也容易引起发霉变质，因此在工业化利用之前必须对稻秆进行以干燥、烘焙为主的前期预处理。烘焙是在常压、隔绝氧气的情况下，反应温度介于200~300℃之间对生物质慢速热解过程。生物质经过烘焙预处理后，纤维结构遭到破坏，体积逐渐缩小，研磨性能得到改善，疏水性明显增强，避免了储存的过程中复吸水导致生物质霉变。烘焙改变了生物质内在结构，促进了热解的快速进行，有利于挥发分的析出。生物质气化是指生物质在高温（500～1400℃）作用下，热解气化生成含有 co、 ch₄ 和 h₂ 等可燃性气体，也含有一定量的 co₂、 h₂o、 n₂ 和其他烃类化合物。生物质气化发电要经过如下三个环节：

（1）生物质气化，经过加热干燥等其他预处理的生物质在高温环境下热解气化，产生可燃性气体；

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容及目标

本选题通过网络、书籍等查阅国内外相关文献，从技术方案设计入手，以获得最佳操作方案为目标，利用aspen plus流程模拟软件，建立生物质烘焙气化模型，并对建立的模型进行优化，降低生产所需耗能，对副产物进行回收再利用，通过数据对比，得到最优操作方案。

2.2拟采用的技术方案及措施

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4-7周：建立生物质烘焙及气化的aspen模型。

第7-10周：对建立的模型进行优化，降低生产所需的能耗，对副产物进行回收再利用。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 饶雨舟，卢志民，简杰，et al. 生物质烘焙技术的研究和应用进展[j]. 化学与生物工程，2017（3）.

[2] 刘志永.解决生物质燃料规模化利用新方法——生物质烘焙技术[j].资源节约与环保，2016（05）:9-10.

[3] 常圣强，李望良，张晓宇，et al. 生物质气化发电技术研究进展[j]. 化工学报，2018，v.69（08）:27-39.