城市垃圾清洁焚烧过程数值模拟研究

【摘要】：随着我国经济的高速发展,城市垃圾产生量逐年迅猛增加,同时土地资源日益紧张,城市生活垃圾处理问题成为全社会关注的问题。未经处理或处理不当,都会给人类生存环境造成污染。垃圾焚烧能以最快速度实现垃圾无害化、减量化、资源化的最终处理目标。经过焚烧处理后,垃圾中的细菌、病毒被彻底消灭,带恶臭的氨气和有机质废气被高温分解,同时残渣体积小,热能还可以再利用。因此,目前在工业发达国家已被作为城市垃圾处理的主要方法之一,得到广泛应用。我国城市生活垃圾焚烧技术的应用较晚,加紧垃圾焚烧技术的研究和应用意义重大。 本文针对垃圾焚烧特性,结合甲方公司生产的垃圾焚烧炉,对当地生活垃圾的焚烧过程进行了数值模拟计算与分析。主要工作包括以下几方面: 1 首先对焚烧炉炉型进行了优化分析,采用k—ε双方程模型描述湍流流场,对炉内的混合状况进行了比较,找出适合我国垃圾燃烧的炉排与炉型。 2 建立了适合我国垃圾焚烧的物理数学模型。结合具体实例,运用此物理数学模型进行数值模拟计算与分析,计算值与测量值基本吻合。该模型在总体上反应出了实际垃圾焚烧过程的特性和规律,为进一步研究城市生活垃圾焚烧过程提供了方向和途径。 3 结合具体实例计算分析,找出影响焚烧效果的主要因素:炉排上垃圾床层高度、垃圾的水分含量和过量空气系数。并且找到了良好燃烧效果的运行工况,提出有用的建议,为运行操作提供技术参考。 4 对目前焚烧炉的运行现状,做了适当的评价,并提出了进一步的改进建议。 5 通过计算说明二次风对焚烧的重要性,并对二次风的吹入角度进行了优化,分别改变左侧和右侧喷嘴的喷射角度,找出有利于提高炉内湍流的运行工况。 6 运用场协同理论分析炉内二次风在垃圾焚烧中的作用,从另一角度解释了二次风强化传热,促进燃烧的作用机理。 【关键词】：生活垃圾 焚烧 炉排炉 数值模拟
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：X705
【目录】：

• 第1章 绪论9-29
• 1．1 焚烧技术的发展史9-11
• 1．2 焚烧技术的应用现状11-15
• 1．2．1 国外垃圾焚烧现状11-14
• 1．2．2 国内垃圾焚烧现状14-15
• 1．3 垃圾焚烧系统概述15-17
• 1．4 影响垃圾焚烧的主要因素分析17-19
• 1．5 国内外垃圾焚烧过程的理论与实验分析19-27
• 1．5．1 对垃圾床层焚烧的理论与实验分析19-22
• 1．5．2 对床层上方气相燃烧的理论分析与实验研究22-27
• 1．6 焚烧技术研究的意义27-28
• 1．7 本文的主要工作和研究内容28-29
• 第2章 垃圾焚烧炉排炉技术分析和炉膛模拟优化29-42
• 2．1 垃圾焚烧炉排炉技术分析29-32
• 2．1．1 国内外几种焚烧炉型比较29-30
• 2．1．2 国内炉排炉的发展状况30-32
• 2．2 炉膛模拟优化32-40
• 2．3 结论40-41
• 2．4 本章小结41-42
• 第3章 燃烧数值模拟42-57
• 3．1 物理模型42-43
• 3．2 数学模型43-48
• 3．3 计算结果与分析48-56
• 3．3．1 温度场49-50
• 3．3．2 浓度场50-52
• 3．3．3 颗粒跟踪52-56
• 3．4 本章小结56-57
• 第4章 各种因素对焚烧过程的影响57-73
• 4．1 水分的影响57-61
• 4．2 床层高度的影响61-68
• 4．3 过量空气系数的影响68-71
• 4．4 本章小结71-73
• 第5章 设计优化73-85
• 5．1 二次风的影响73-76
• 5．2 二次风喷射角度的影响76-84
• 5．3 本章小结84-85
• 第6章 运用场协同原理分析二次风的作用85-92
• 6．1 对流换热强化的场协同原理简介85-86
• 6．2 运用场协同理论分析二次风的作用86-91
• 6．3 本章小结91-92
• 结论92-94
• 参考文献94-98
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果98-99
• 致谢99

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