烟气水冷换热器考虑热辐射影响时的数值模拟

由于烟气水冷换热器中的热烟气和冷却水温差较大,在设备设计时,除了考虑对流换热外,还需要考虑热辐射的影响。参考管壳式换热器和气体辐射换热的计算方法,对烟气水冷换热器进行工艺设计。同时,利用Workbench有限元分析软件,对设备进行数值分析。由此证明,烟气水冷换热器设备设计方法的正确性,以及当考虑热辐射时,换热器数值模拟方法的可行性。同时还发现,随着烟气入口温度的不断提高,热辐射对设备换热性能的影响不容忽视,辐射换热系数甚至能够达到总换热系数的40%以上;当烟气处理量较大时,对流换热则会成为设备换热性能主要的影响因素。此外,烟气中CO_2质量分数的增加也会提高设备的辐射换热能力,但影响程度较为有限。     

利用数值模拟方法研究树脂裂解反应器的进气结构

利用数值模拟的方法,考察了树脂裂解反应器上部进气方式的效果,发现存在空气利用率低的问题,同时空气还会带走反应器内的大量热量,削弱树脂裂解反应区域的温度,由此证明了试验推论的正确性。同时,利用数值模拟的方法,对设备进气方式进行优化改进:当采用下部进气后,空气的利用率得到明显的提升,空气分布也较为均匀。但此时,空气对反应区域内温度的削弱作用也更为明显。此外,随着设备进气口直径的减小和进气口数量的增加,能够较为明显地提高树脂反应区域的空气分布均匀度,而提升设备的加热功率,对提高反应区域内的温度有显著的作用。     

放射性废物焚烧炉泄爆模拟实验研究

放射性废物焚烧过程中,意外工况下可能发生燃爆,因此需采取有效的泄压措施确保内部压力处于安全范围内。本研究选择爆炸特性与放射性废物热解气相似的甲烷作为实验气体,模拟焚烧炉爆燃条件,开展模拟泄爆实验研究。结果表明:在泄爆口开启压力为0.5~2.0 k Pa范围时,泄爆口开启压力对最大泄爆压力的影响可以忽略;在不考虑泄爆管道影响的条件下,当泄放压力、气体性质和容器结构特征确定时,最大泄爆压力与泄爆口面积和内表面积之比成幂函数关系;泄爆系统内部空间的缓冲会对最大泄爆压力产生较大影响。     

蒸汽重整反应器调研与分析

对国际上已有的废物蒸汽重整反应器形式,包括管式炉、固定床、流化床、喷射床、回转窑及螺杆反应器等进行了调研,比较分析了各种反应器的特点和局限性。在实际应用中,应根据具体的处理对象和工况,选择合适的蒸汽重整反应器形式。     

不完全燃烧焚烧灰的微波处理初步研究北大核心CSCD

由于工艺、设备、投料等变化,焚烧灰存在不完全燃烧现象,因而不满足后续处理要求,存在安全隐患。通过使用微波灰化炉对不完全燃烧焚烧灰以及较完全燃烧焚烧灰进行加热,对加热前后焚烧灰进行减重量、减重率及组分等一系列测试,研究微波加热对焚烧灰处理的可行性以及作用原理,并初步探索微波处理的工艺条件。结果表明,微波加热处理焚烧灰具有可行性,可达到与传统马弗炉同样的效果。微波处理焚烧灰的性能与加热功率、加热时间和处理量有关。加热功率和加热时间决定了微波处理焚烧灰的效率,而处理量决定了微波处理焚烧灰的能力。     

预混器的工艺计算和数值分析

根据热解焚烧理论,废物燃烧时会产生热解气体,利用工艺设计方法对热解气的组分以及质量进行计算。同时,得到足够的二次风量,使热解气可以完全燃烧。利用Workbench有限元分析软件,建立预混器流场的数值分析模型,分析热解气和二次风在设备内的混合情况。结果表明:预混器能够起到较好的气体混合效果,设备设计方法是合理的。此外,为了提高设备性能、优化设计,通过改变相关的结构尺寸,研究了设计参数对设备性能的影响。结果发现,缩小混合进口尺寸可以提高二次风的流速,增加混合进口数量能够得到更加均匀的混合效果,选择适当的流道尺寸可以保持合理的热解气流速,而增加预混器的长度则延长了气体的停留时间,均有利于提高预混器的混合性能。     

焚烧灰玻璃固化处理工艺条件初探

在对国内外玻璃固化体配方进行调研和分析的基础上,结合具体的处理对象和处理要求,将模拟焚烧灰与一定种类以及质量比的添加剂进行混合后高温熔融,形成了玻璃固化体。固化体表观坚硬、光滑且致密,密度在2.6 g/cm³以上。经X射线衍射法(XRD)检测,样品为均匀的玻璃态物质。证明焚烧灰利用高温熔融方法,得到玻璃固化体的处理工艺可行。同时,焚烧灰的熔融温度随着玻璃添加剂中硼砂含量的增加而降低,熔融态的流动性和成型效果也明显改善。最终,实验初步得到焚烧灰熔融处理的工艺条件为:当B₂O₃和Na₂O的添加量在30%～35%之间时,处理温度应至少保持在1 100 ℃以上;当B₂O₃和Na₂O的添加量达到40%时,处理温度可以降低至1 000 ℃或更低。最后,以真实焚烧灰在相同处理条件下进行实验,得到了相似的结果。