垃圾焚烧炉中城市生活垃圾掺烧高热值工业固废的数值模拟

垃圾焚烧炉的高效稳定运行及减少NO_x排放是目前城市生活垃圾焚烧过程中所面临的挑战。以某500 t/d垃圾焚烧炉为对象,研究了城市生活垃圾(MSW)掺混高热值废弃物(ISW)下不同配风方案对燃烧过程、流场分布的影响和最佳选择性非催化还原(Selective Non-Catalytic Reduction, SNCR)工艺参数。结果表明,不同各级一次风配比床层对应的最高温度基本不变,但增加炉排一二级风室配风,挥发分析出和固定碳燃烧提前,挥发分析出最大速率提高。良好的二次风喷入角度能有效组织炉内气流流动,在工况7下,炉内高温贴墙现象最轻,流线分布较合理,因此该工况下的二次风角度设置最合理。喷入SNCR还原剂显著减少NO_x排放量,喷射速度为50 m/s时,脱硝效率最高,可达33.96%。因此在实际使用中,建议采用合适的配风和二次风喷入角度,并结合SNCR技术进行NO_x减排。     

垃圾焚烧烟气喷雾干燥脱酸塔流场数值模拟

采用(RNG)k-ε湍流模型及颗粒轨道模型,运用计算流体力学软件Fluent对垃圾焚烧烟气喷雾干燥脱酸塔内流场进行数值模拟。结果表明,喷雾浆滴较大程度地影响了脱酸塔内的流场,局部区域内发生的强烈湍流流动,会促进塔内气液传质和化学反应过程。     

垃圾焚烧炉二次风技术的数值模拟研究

焚烧法是处理城市固体垃圾的有效手段,层燃焚烧炉是应用最广的城市垃圾焚烧设备。但是城市生活垃圾热值低,着火困难,因此必须对传统层燃垃圾炉的燃烧系统进行优化改进。层燃垃圾炉的燃烧系统主要包括炉拱和二次风结构。改动炉拱结构工作量较大,难以在现场实施。而对二次风结构进行改进比较现实。本文采用数值模拟方法,对传统层燃垃圾焚烧炉的二次风进行了改进研究。研究结果表明,在后拱出口处增加二次风能够形成理想的α型火焰,进而提高焚烧效率。二次风的理想设计参数为：8个圆形二次风口,下倾角度为28度,风口直径为110 mm,二次风速为50 m/s,为层燃垃圾焚烧炉燃烧系统的优化设计提供了理论依据。     

配风方式对燃煤锅炉掺烧污泥影响的数值模拟研究

燃煤耦合污泥发电技术研究主要聚焦在掺混比等条件的影响,而主燃区过量空气系数等因素的影响规律尚不清晰。鉴于此,采用涡耗散模型对600 MW四角切圆煤粉锅炉掺烧市政污泥进行数值模拟研究,分析了污泥掺混比例、主燃区过量空气系数以及二次风配风方式对燃煤锅炉内污泥掺混燃烧及NOx生成的影响。结果表明:随着污泥掺混比增加,炉膛整体温度下降,影响燃烧稳定性,同时炉膛出口NOx浓度有所降低。当污泥掺混比例增长至20%,炉膛出口温度约下降100 K,NOx浓度减少53.2%。而污泥掺混比例对于炉膛内速度场分布影响较小。随着主燃区过量空气系数由0.72增加至0.96,炉膛出口温度增幅较小,仅增加15 K左右,而NOx浓度则大幅增长,由174.39 mg/m3增长至352.09 mg/m3,约增长50.4%。在本文过量空气系数范围内,考虑温度和NOx浓度,推荐主燃区过量空气系数0.84。不同二次风配风对燃煤锅炉掺烧污泥影响差异较大。5种配风方式下,炉膛出口温度和NOx浓度有较大变化。鼓腰配风下炉膛出口温度最低,为1 289 K,而倒塔配风温度最高,为1 341 K。同时鼓腰配风下NOx浓度较高,为207.77 mg/m3,束腰配风NOx浓度较低,为156.42mg/m3。综合温度和NOx浓度,本文二次风配风推荐采用束腰配风方式。     

吸附罐底端二维数值模拟研究

正确计算出吸附罐内底端的流场和压力分布情况,对于吸附罐的整体设计具有重要作用。以环保行业中常见的吸附罐为例,应用计算流体力学技术,研究了两种形式吸附罐底端流体的流态参数,并对其内流体流动进行了二维模拟,得到了相应参数下吸附罐底部流体的速度场和压力场分布情况。     

提升管催化裂化反应过程数值模拟

在气固两相流体动力学模型的基础上.采用基于机理反应的FCC14集总模型.考虑了反应温度、局部固体浓度变化以及流动对反应的影响,建立了重油流化催化裂化流动一一反应耦合模型.模拟结果表明,重油裂化反应主要发生在喷嘴附近区域,在喷嘴附近已经有45%的重油转化为汽油和柴油.随着距离喷嘴位置的增加,汽油产率逐渐上升,但距离喷嘴位置12m以后,汽油产率基本保持不变.从汽油组成变化来看,在整个提升管内汽油中烯烃含量一直处于下降趋势,由喷嘴区域的60wt%降低到提升管出口位置的42wt%左右.汽油烷烃含量一直呈增加趋势,而汽油中环烷烃含量和芳烃含量变化较小.     

黄磷电炉数值模拟

计算流体力学技术(CFD)是进行流场计算、分析和预测的专用工具,在科学实验及工业中应用广泛。为了了解黄磷电炉内部流场温度分布、气体走向、炉体温度分布情况,应用CFD技术,对黄磷电炉进行分析、简化,选择合适的模型进行仿真模拟,实现电炉内部流场的重现,对黄磷电炉中的放大、改造、设计有指导意义。     

塑料挤出成型过程的数值模拟研究

先简单介绍了常用数值计算方法（有限差分法、有限元法、边界元法、有限体积法），并将其运用于塑料挤出成型过程中。从螺杆挤出过程、口模的设计以及挤出胀大等方面综述了模拟技术在塑料挤出成型加工过程中的研究结果，号召业内人士主动使用CFD（Computational Fluid Dynamics）软件包进行优化设计，可提高国际竞争力。     

六直叶开启涡轮式搅拌器的二维数值模拟

由于搅拌过程中流场的复杂性,选用何种型号的搅拌器从而提高搅拌效率、降低能耗是搅拌设计中的关键。本文借助Fluent软件分析六直叶开启涡轮式搅拌器的桨叶直径、转速对搅拌的影响,并对比了在同一工况下平直叶圆盘涡轮式搅拌器和六直叶涡轮搅拌器的搅拌效果。     

喷射泵CFD数值模拟的研究进展

在概述喷射泵的分类、工作原理及运行特性的基础上,综述了CFD技术在喷射泵研究中的进展情况.同时指出了以往数值模拟研究存在的问题,并就以后的研究工作进行了展望.     

变压吸附数值模拟的研究

从变压吸附的控制方程入手,分析了瞬时平衡模型、线性推动力模型以及孔扩散模型,并对软件化模拟变压吸附系统进行了论述。利用三维流体力学模拟软件,可以模拟并优化吸附塔的气体分布器及其他塔内件,优化程控阀的流体力学性能;利用一维流体力学模拟软件,可以对变压吸附系统管网仿真与优化。利用大型商用软件对变压吸附系统进行从微观的流动细节模拟到宏观的运行状态模拟,是变压吸附数值模拟和系统优化的发展方向。     

搅拌反应器中计算流体力学数值模拟的影响因素研究进展

回顾了搅拌反应器中计算流体力学（CFD）数值模拟方法的研究历程,包括搅拌桨叶边界条件法、内外迭代法、滑移网格法、多重参考系法、快速照相法等方法;结合各种模拟方法的特点,对机械搅拌反应器数值模拟过程中的挡板的存在、尾涡的消除、复杂桨叶类型的模拟、网格精度的影响、湍流模型的选择、离散格式的差异等几个因素的影响作了分析。提出了搅拌反应器的CFD数值模拟仍有待深入研究。     

煤矿乏风蓄热氧化过程数值模拟

建立蓄热氧化炉的三维单通道简化模型,利用FLUENT软件对煤矿乏风蓄热氧化过程进行数值模拟,分析甲烷体积分数、燃烧室温度、蓄热体温度、排烟温度及蓄热室温度效率等参数的动态变化规律。结果表明,在甲烷体积分数0.8%,进口温度27℃,进口流速1 m/s,两侧蓄热室高1.5 m,燃烧室长1.8 m,换向周期60 s的条件下,随着运行时间的增加,蓄热体温度、排烟温度及蓄热室温度效率都呈现出先缓慢后剧烈最后趋于稳定的变化规律;甲烷开始反应的位置不断地向蓄热体内移动。蓄热氧化炉稳定运行时,燃烧室的温度约1 063℃,排烟温度约375℃,蓄热室温度效率约65.1%。在蓄热氧化炉设计时应充分考虑甲烷在蓄热体内反应放热对蓄热室传热性能和设备安全的影响,并采取高温烟气旁通等可靠的调温措施。     

搅拌槽内多相流动数值模拟研究进展

综述了过程工业中广泛应用的搅拌槽反应器内多相流动数值模拟研究的进展.讨论多相湍流模型、相间作用力模型及搅拌桨处理方法等重要的数值模拟技术和方法,并对有关的计算模型进行了比较分析.针对搅拌槽内的各种多相体系,论述了不同研究者在桨区处理、相间动量传递描述和分散相的引入对体系湍流特性影响等方面的模拟方法并对结果作了比较.提出了需要进一步深入研究的课题.     

6.78m捣固焦炉应用废气回配技术数值模拟研究

对比6.78 m捣固焦炉在焦炉煤气加热情况下,采用废气回配前后立火道内燃烧情况.讨论不同助燃气体流量对于立火道内温度分布和氮氧化物生成量的影响.     

生活垃圾焚烧炉干法脱硝技术研究

目前垃圾焚烧厂NOx排放要求日益严格,然而"SNCR+SCR"脱硝工艺设备投资和运行成本高,本文通过对不同工况下干法脱硝工艺的研究,分析其在生活垃圾焚烧炉中的烟气脱硝效果.结果表明:在单独使用干法脱硝工艺时,可将NOx排放浓度降至80 mg/Nm3以下,但药剂耗量达到2.5 kg/t垃圾.采用"SNCR+干法脱硝"组合...     

焦炉煤气非催化部分氧化制合成气实验研究与数值模拟

在带有单孔喷嘴石英管反应器实验的基础上,对焦炉煤气非催化部分氧化工艺制合成气进行了研究,分析了O_2/GAS比对合成气各组分含量的影响,反应器中反应过程和温度分布及出口产品组成.实验结果表明CH4转化率随O_2/GAS比增大而增大,O_2/GAS比调节到0.22～0.26时,CH_4转化率达到95%～97%,此时合成气CH_4含量低于1%.利用CFD软件平台对转化反应器进行了数值模拟.模拟结果显示,流量一定时出口气体组分H_2与CH4分别随着进气氧气与焦炉煤气体积流量比值的增加而减少.CO和CO_2分别随着比值的增加而增加.出口气体有效组分摩尔分数随进气流量的变化不是非常明显.在壁面温度为1 100 K时转化效果最好.     

浮法玻璃熔窑烟气处理系统流场数值模拟

本文采用湍流κ-ε模型及随机轨道模型,运用通用的计算流体力学软件Fluent进行脱硫塔内流场模拟.从模拟结果上看,喷雾液滴极大地影响了塔内的流场.混合喷雾效果比单排效果好,高位喷雾效果比低位效果好,根据这一结果做出了相应的设计和优化,为研究脱硫过程提供了一种可行的方法.     

PEMFC冷却剂循环条件下冷启动数值模拟

质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有高能量比、环境友好、工作温度低等优点,可用作未来新能源汽车的能量来源,具有很好的发展前景。然而零下温度启动时,电池内水结冰堵塞通道,严重影响电池启动性能及寿命。提出了PEMFC冷启动三维多物理场数值模型,考虑了冷却剂流动与传热的影响,对冷启动过程组分浓度、电势、温度、含冰量等参数进行了可视化分析。数值模拟结果与试验吻合良好,表明模型可用于预测电池冷启动性能并用于机理研究。     

计算流体力学数值模拟技术在陶瓷梭式窑中的应用

陶瓷间隙式窑炉，尤其是梭式窑炉，是陶瓷窑炉发展的趋势所在.运用计算流体力学（computational fluid dynamics，CFD）数值模拟技术对它进行研究，可以克服由于影响因素众多而难以进行实验研究的缺点.本文通过CFD商用软件FLUENT对窑内的温度、速度和压力流场等进行研究和分析，得出一些较为合理的建议，为今后指导窑炉的设计和陶瓷生产过程提供参考。