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受控生态生命保障系统（Controlled Ecological Life Support System,CELSS）是建立外星球基地的关键技术之一。CELSS中的固体废物需要进行安全、稳定化处理,将其中的碳、氢和氧等元素释放,实现系统内物质流闭合循环,提高系统闭合度。本课题采用高温氧化技术处理CELSS中的植物不可食部分,采用数值模拟的方法对高温氧化炉的几何尺寸进行优化,并利用该炉型进行了小麦秸秆和大豆秸秆的高温氧化处理实验研究及工艺参数优化。首先,利用FLUENT软件仿真模拟了不同炉体高度、长径比和进料角度对生物质高温氧化过程的影响,在保证物料充分燃烧的情况下,以设备体积小、质量轻和能耗低为目标,通过分析生物质颗粒在炉内运动轨迹及炉内温度场分布,得出该炉型的优化尺寸参数为:炉体高度650 mm,直径54 mm,进料角度15°（与水平方向夹角）。然后,以此优化尺寸制作高温氧化炉,进行小麦和大豆秸秆的高温氧化实验。调节进气速率和炉体温度等工艺参数,测量各工况下高温氧化尾气中CO、NO和NO2等气体浓度,并对生物质高温氧化后残留灰分进行热灼减率、形貌和组分表征。对比分析小麦秸秆和大豆秸秆在不同工艺参数下高温氧化尾气组分浓度和灰分性质,研究工艺参数（进气速率、炉体温度）对生物质高温氧化尾气组分浓度以及灰分性质的影响规律。高温氧化尾气中CO浓度随进气速率的增加先降低后升高,随炉体温度的升高逐渐降低;尾气中NO浓度随进气速率的增加先升高后降低,随炉体温度的升高逐渐升高;尾气中NO2浓度随进气速率的增加逐渐升高,随炉体温度的升高逐渐降低。以此规律获得该炉型高温氧化处理小麦秸秆的适宜工艺参数为:进料速率为3 g/min时,进气速率为1520 L/min,炉体温度为600650℃。还对比分析了不同种类生物质（小麦秸秆和大豆秸秆）的燃烧特性,其中小麦秸秆高温氧化尾气中CO和NOx含量均低于大豆秸秆,而小麦秸秆灰分热灼减率高于大豆秸秆灰分,且容易发生团聚和结渣。