城市垃圾清潔焚燒過程數(shù)值模擬研究

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展,城市垃圾產(chǎn)生量逐年迅猛增加,同時土地資源日益緊張,城市生活垃圾處理問題成為全社會關(guān)注的問題。未經(jīng)處理或處理不當,都會給人類生存環(huán)境造成污染。垃圾焚燒能以最快速度實現(xiàn)垃圾無害化、減量化、資源化的最終處理目標。經(jīng)過焚燒處理后,垃圾中的細菌、病毒被徹底消滅,帶惡臭的氨氣和有機質(zhì)廢氣被高溫分解,同時殘渣體積小,熱能還可以再利用。因此,目前在工業(yè)發(fā)達國家已被作為城市垃圾處理的主要方法之一,得到廣泛應(yīng)用。我國城市生活垃圾焚燒技術(shù)的應(yīng)用較晚,加緊垃圾焚燒技術(shù)的研究和應(yīng)用意義重大。 本文針對垃圾焚燒特性,結(jié)合甲方公司生產(chǎn)的垃圾焚燒爐,對當?shù)厣罾姆贌^程進行了數(shù)值模擬計算與分析。主要工作包括以下幾方面: 1 首先對焚燒爐爐型進行了優(yōu)化分析,采用k—ε雙方程模型描述湍流流場,對爐內(nèi)的混合狀況進行了比較,找出適合我國垃圾燃燒的爐排與爐型。 2 建立了適合我國垃圾焚燒的物理數(shù)學模型。結(jié)合具體實例,運用此物理數(shù)學模型進行數(shù)值模擬計算與分析,計算值與測量值基本吻合。該模型在總體上反應(yīng)出了實際垃圾焚燒過程的特性和規(guī)律,為進一步研究城市生活垃圾焚燒過程提供了方向和途徑。 3 結(jié)合具體實例計算分析,找出影響焚燒效果的主要因素:爐排上垃圾床層高度、垃圾的水分含量和過量空氣系數(shù)。并且找到了良好燃燒效果的運行工況,提出有用的建議,為運行操作提供技術(shù)參考。 4 對目前焚燒爐的運行現(xiàn)狀,做了適當?shù)脑u價,并提出了進一步的改進建議。 5 通過計算說明二次風對焚燒的重要性,并對二次風的吹入角度進行了優(yōu)化,分別改變左側(cè)和右側(cè)噴嘴的噴射角度,找出有利于提高爐內(nèi)湍流的運行工況。 6 運用場協(xié)同理論分析爐內(nèi)二次風在垃圾焚燒中的作用,從另一角度解釋了二次風強化傳熱,促進燃燒的作用機理。 【關(guān)鍵詞】：生活垃圾 焚燒 爐排爐 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：X705
【目錄】：

• 第1章 緒論9-29
• 1．1 焚燒技術(shù)的發(fā)展史9-11
• 1．2 焚燒技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀11-15
• 1．2．1 國外垃圾焚燒現(xiàn)狀11-14
• 1．2．2 國內(nèi)垃圾焚燒現(xiàn)狀14-15
• 1．3 垃圾焚燒系統(tǒng)概述15-17
• 1．4 影響垃圾焚燒的主要因素分析17-19
• 1．5 國內(nèi)外垃圾焚燒過程的理論與實驗分析19-27
• 1．5．1 對垃圾床層焚燒的理論與實驗分析19-22
• 1．5．2 對床層上方氣相燃燒的理論分析與實驗研究22-27
• 1．6 焚燒技術(shù)研究的意義27-28
• 1．7 本文的主要工作和研究內(nèi)容28-29
• 第2章 垃圾焚燒爐排爐技術(shù)分析和爐膛模擬優(yōu)化29-42
• 2．1 垃圾焚燒爐排爐技術(shù)分析29-32
• 2．1．1 國內(nèi)外幾種焚燒爐型比較29-30
• 2．1．2 國內(nèi)爐排爐的發(fā)展狀況30-32
• 2．2 爐膛模擬優(yōu)化32-40
• 2．3 結(jié)論40-41
• 2．4 本章小結(jié)41-42
• 第3章 燃燒數(shù)值模擬42-57
• 3．1 物理模型42-43
• 3．2 數(shù)學模型43-48
• 3．3 計算結(jié)果與分析48-56
• 3．3．1 溫度場49-50
• 3．3．2 濃度場50-52
• 3．3．3 顆粒跟蹤52-56
• 3．4 本章小結(jié)56-57
• 第4章 各種因素對焚燒過程的影響57-73
• 4．1 水分的影響57-61
• 4．2 床層高度的影響61-68
• 4．3 過量空氣系數(shù)的影響68-71
• 4．4 本章小結(jié)71-73
• 第5章 設(shè)計優(yōu)化73-85
• 5．1 二次風的影響73-76
• 5．2 二次風噴射角度的影響76-84
• 5．3 本章小結(jié)84-85
• 第6章 運用場協(xié)同原理分析二次風的作用85-92
• 6．1 對流換熱強化的場協(xié)同原理簡介85-86
• 6．2 運用場協(xié)同理論分析二次風的作用86-91
• 6．3 本章小結(jié)91-92
• 結(jié)論92-94
• 參考文獻94-98
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果98-99
• 致謝99

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