【摘要】：大宗工業(yè)廢棄物的綜合利用是解決因工業(yè)固體廢料堆存而帶來環(huán)境污染和安全隱患的治本之策。發(fā)電廠的粉煤灰除了一般意義的粉塵空氣污染以外,粉煤灰因其中含有微量的重金屬和極少量的放射性物質(zhì),在外界環(huán)境的長(zhǎng)期作用下還會(huì)深入地層對(duì)水和土壤造成嚴(yán)重污染,且容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。目前粉煤灰的傳統(tǒng)處理方法已經(jīng)不再適合當(dāng)前的環(huán)保要求。粉煤灰中含有多種有用物質(zhì),如微玻璃珠、高鋁粉、炭粉等,有效采集并分離這些物質(zhì)可以大幅提高粉煤灰的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。粉煤灰的綜合利用不僅能使得粉煤灰變廢為寶,而且對(duì)于保護(hù)環(huán)境有著更為重要的意義。本文重點(diǎn)研究傳統(tǒng)干式氣流分選粉煤灰方法中固體顆粒與氣體組成的兩相流流動(dòng)問題。在兩相流分級(jí)的理論模型與經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷幕A(chǔ)上,主要針對(duì)10μm、50μm、 250μm三種不同粒徑固體顆粒在空氣中的運(yùn)動(dòng)建立了更加完善的數(shù)學(xué)模型和進(jìn)行了相關(guān)的后期實(shí)驗(yàn)研究。在數(shù)值計(jì)算方面,基于流體力學(xué)理論,系統(tǒng)性、條理性地推導(dǎo)和演繹了兩相流的控制方程,并利用MATLAB軟件,分別模擬出三種固體顆粒受各種不同力的影響水平,同時(shí)模擬出三種不同粒徑的顆粒在氣流中處于懸浮狀態(tài)時(shí)分選速度分別為0.3m/s、1.38m/s、2.46m/s。本文還利用Fluent軟件模擬了三種不同噴射流流量下的流化域形狀,得出最佳噴射流量為1.5m3/h。本研究中的粉煤灰采集分級(jí)分離實(shí)驗(yàn)裝置根據(jù)氣流分選原理而自行設(shè)計(jì)。在實(shí)驗(yàn)研究方面,設(shè)計(jì)制作了實(shí)體裝置模型,該部分主要針對(duì)系統(tǒng)模型的工作原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模型制作過程進(jìn)行詳細(xì)討論；實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,分選效果明顯,第一級(jí)分離出的玻璃微珠的比例很高,第二級(jí)分選出的粉煤灰的細(xì)度達(dá)到了粉煤灰二級(jí)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。第三極分級(jí)口的細(xì)度達(dá)到了粉煤灰三三級(jí)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。然后將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較,驗(yàn)證相關(guān)模型的可靠性、準(zhǔn)確性,對(duì)優(yōu)化分級(jí)器結(jié)構(gòu),提高分級(jí)器分選效率具有重要的意義。
[Abstract]:The comprehensive utilization of industrial waste is the solution to the environmental pollution and safety hidden trouble caused by industrial solid waste storage. In addition to dust air pollution in general sense, fly ash in power plants, because it contains small amounts of heavy metals and very small amounts of radioactive material, will also cause serious pollution to water and soil under the long-term action of the external environment. And prone to geological disasters. At present, the traditional treatment method of fly ash is no longer suitable for the current environmental protection requirements. Fly ash contains a variety of useful substances, such as micro-glass beads, high-alumina powder, carbon powder, etc. The effective collection and separation of these substances can greatly improve the economic value of fly ash. The comprehensive utilization of fly ash can not only turn fly ash into a treasure, but also have more important significance for environmental protection. This paper focuses on the two-phase flow problem of solid particle and gas composition in the traditional dry air separation method of fly ash. Based on the theoretical model and empirical model of two-phase flow classification, a more perfect mathematical model for the movement of three kinds of solid particles with different particle sizes (10 渭 m 50 渭 m and 250 渭 m) in air was established and the related later experiments were carried out. In the aspect of numerical calculation, the governing equations of two-phase flow are deduced and deduced systematically and methodically based on the theory of fluid dynamics, and three kinds of solid particles affected by different forces are simulated by using MATLAB software, respectively. At the same time, it is simulated that the separation rate of three kinds of particles with different particle size is 0.3m / s / s 1.38m / s ~ (2.46) m / s respectively when they are suspended in the air flow. The flow domain shapes of three different jet flows are simulated by using Fluent software, and the optimum flow rate is 1.5 m3 / h. According to the principle of airflow separation, the experimental device for collecting and classifying fly ash in this study is designed by itself. In the aspect of experimental research, the solid device model is designed and made. This part mainly discusses the working principle, structure design and model making process of the system model. The experimental results show that the separation effect is obvious, the proportion of the glass beads separated in the first stage is very high, and the fineness of the fly ash separated from the second stage is up to the national standard of the second grade of fly ash. The fineness of the third pole classifier has reached the national standard of fly ash. Then the simulation results are compared with the experimental data to verify the reliability and accuracy of the related models. It is of great significance to optimize the classifier structure and improve the sorting efficiency of classifier.
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：X773

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本文編號(hào)：2345903