多流体碱雾发生器内气液固三相流动的数值模拟

为了研究多流体碱雾发生器内气-液-固三相流动过程，对气相采用标准湍流脉动κ-ε双方程模型，离散相采用随机轨道模型对碱雾发生器内多相流动进行了数值模拟，得出了碱雾发生器内各相的速度矢量场。计算结果表明：在相同的运动初始条件下，不同粒径液滴呈现出不同的空间分布，大液滴由于颗粒驰豫时间大，径向速度衰减慢，比小液滴有更大的扩展角；不同粒径的颗粒均表现出对流体较好的跟随性，由于大颗粒惯性较大，其在中心轴线处比小颗粒浓度高。图4表1参7     

内循环流化床颗粒流动特性的直接数值模拟

内循环流化床是一种新型式的流化床，采用多风室非均匀布风实现床料颗粒的大尺度循环流动，从而增强了颗粒的横向混合。内循环流化床已应用于城市生活垃圾的焚烧制能，其燃烧速度、燃尽率及污染物排放优于传统的链条炉或鼓泡床。但是，目前设计的内循环流化床普遍较小，还不能满足城市垃圾的处理要求．根本原因在于对床内的气-固流动特性，特别是颗粒的运动规律没有深入的认识。内循环流化床内的气一固流动属于稠密的两相流，通过试验手段，如PIV、PDA也很难获得床内单个颗粒的运动特征。因此，采用前言的DEM(Discrete Element Method)模型对二维内循环流化床内的颗粒流动进行直接数值模拟．模拟结果表明非均匀布风内循环流化床内确实存在颗粒的大尺度循环流动。图4表1参5     

流化床微观混合过程的定量评价

将离散单元法与计算流体力学相结合,对流化床内物料微观混合过程进行了研究.给出了在水平布风板均匀布风、倾斜布风板非均匀布风两种情况下的示踪颗粒场变化过程,并引入Ashton指数,以定量描述混合发展程度.模拟结果表明:在均匀布风情况下,床内气泡横向运动受到限制,横向混合以扩散方式为主;而对于非均匀布风流化床,床内存在较大的横向颗粒浓度梯度,初始阶段对流混合作用起主要作用,且混合速度较为迅速;随后局部剪切作用使混合进一步细化.     

同轴旋转射流燃烧器空气动力场的可视化研究

对同轴旋转射流燃烧器空气动力场进行了可视化实验研究。通过图象处理得到可视区边界，即一、二次风之间的界面。运用分形理论对其分形维数进行了研究，发现在不同的一、二次风旋流强度与不同的一次风率下，分形维数变化呈现一定的分布，据此确定了分层工况。     

一种新的湿法脱硫强制氧化技术

强制氧化是防止湿法脱硫系统结垢和堵塞以及脱硫废渣二次污染问题的关键。文中提出将射流曝气技术应用于石灰石／石膏湿法脱硫的强制氧化工艺,并利用双膜理论针对射流曝气强制氧化工艺的气液相际传质特点进行了理论分析,结果表明,射流曝气器作为一种气液两相介质化学反应传质混合设备,充分利用强烈混合作用,提高了能量的综合利用率,对某湿法脱硫工程能耗的计算结果表明：采用射流曝气方式能耗节省达20％以上,脱硫成本降低,有利于实现关键脱硫设备的国产化。     

煤粉再燃过程中主要气体体积分数的变化规律

在一维炉上对煤粉再燃过程中烟气内主要气体体积分数随再燃区初始氧体积分数的变化规律进行了研究.再燃温度为1 273 K时,脱硝效率及H2、CO体积分数曲线随再燃区氧体积分数升高均呈不规则"M"型.脱硝效率与H2体积分数出现峰值时的氧体积分数一致,CO体积分数峰值处的氧体积分数高一些.脱硝效率及H2、CO体积分数的第一次下降是由气相着火引起的.氧体积分数进一步上升时,煤焦被气相燃烧热引燃,颗粒温度的大幅跃升促使异相脱硝反应增强,脱硝效率及H2、CO、CH4体积分数再次上升.氧体积分数更高时煤焦燃烧开始受扩散控制,火焰自焦表面外移,颗粒升温趋缓,能够到达焦表面的氧气减少,必须有氧参与的异相还原反应减弱,脱硝效率再次下降.再燃温度更高时,脱硝效率及H2、CO体积分数的变化趋势与1 273 K时基本类似,但稍平缓.     

煤粉再燃过程中最佳停留时间的实验研究

采用实验研究了煤粉再燃过程中停留时间与氧浓度影响脱硝效率的依赖关系,发现最佳停留时间与煤粉着火状态有直接关联。在再燃温度及氧浓度较低时,煤粉尚未着火,同相脱硝作用在整个脱硝反应中占优,最佳停留时间与烟气中碳氢化合物的消耗速率有关。随着再燃区氧浓度进一步上升,挥发分着火,大量挥发分被燃烧反应消耗掉,最佳停留时间与挥发分着火时间基本吻合,过多延长停留时间对脱硝没有实际意义。氧浓度更高时煤焦被挥发分的燃烧热引燃,颗粒大幅升温,煤焦的异相脱硝作用在总体脱硝作用中开始占优,并随停留时间延长持续上升,此时最佳停留时间的确定应与煤粉燃尽一起来考虑。     

灰粘熔排渣技术在内循环流化床垃圾焚烧中的应用

提出将粘熔排渣技术应用于内循环流化床垃圾焚烧处理.从垃圾灰渣化学组分等角度分析其必要性和可行性.采用树脂颗粒作为床料,微晶蜡颗粒为低熔点物质,在非均匀布风内循环流化床内进行热态团聚模拟试验.试验表明：床内温度分区、团聚过程区域化是灰粘熔排渣技术的重要保证,内循环颗粒流动有利于排渣顺利进行,缩短粘性物质在床内的停留时间.图4表1参15     

碳粒燃烧能量分配系数的数值计算

应用改进的移动火焰锋面(MFF)模型对碳粒燃烧的能量分配系数进行了研究,得到了考虑CO在颗粒边界层内燃烧及CO2发生表面还原反应的能量分配系数表达式．在一实际煤粉火焰条件下,计算了可在单膜(SF)模型中直接应用的可比能量分配系数,并与传统SF模型的取用值进行了比较．计算结果表明,碳粒直径越小,平均能量分配系数越大;随着碳粒温度的升高,能量分配系数下降．在本文的计算条件下,平均能量分配系数约为0．7,平均可比能量分配系数值高于0．5,远大于传统单膜模型(SF-CO)计算的可比能量分配系数0．3．     

非均匀布风流化床内大颗粒停留时间特性

试验考察了非均匀布风配置对大颗粒在倾斜布风板流化床内停留时间分布的影响规律。结果表明，排渣管风速增加，E(t)曲线变平、波动增加，平均停留时间(MRT)呈指数增长；高风速区风速升高，先是分离过程占优，后转变为返混能力占优，MRT先减后增，存在一个适宜于分离的运行风速窗口；低风速区风速加快，混合能力增强，MRT变长。此外，还探讨了物性参数的影响。示踪物球形度越高、表面越光滑，越有利于分离，MRT变短。而尺寸的影响则与密度相关，对于重质示踪物，尺寸增加，MRT变短；而对于轻质示踪物，尺寸变大，MRT变长。试验所得停留时间分布(RTD)曲线形状、波峰时刻、峰值、波动等信息能够充分反映床内的颗粒流动与混合过程；对于内循环流动机理的探索、多组分流化床的工程应用具有一定的参考意义。