發(fā)布時間：2023-04-01 01:02

　　不同行業(yè)產(chǎn)生不同的工業(yè)污泥(IS),都含有大量的病原菌和重金屬等有毒有害物質(zhì);煤矸石(CR)已成為目前排放量最大的工業(yè)固體廢棄物之一,具有低熱值和難燃燒等特點;它們的堆放嚴(yán)重浪費資源、污染環(huán)境和破壞生態(tài)。對IS和CR進行無害化和資源化及高效燃燒能源化利用,可節(jié)約資源、改善環(huán)境。采用流化床燃燒技術(shù)處理工業(yè)污泥與煤矸石(IS-CR)以解決環(huán)境和能源的問題成為國內(nèi)外研究的熱點。IS-CR的揮發(fā)份較高、在密相區(qū)下部的燃燒強度大,低倍率循環(huán)流化床(LCFB)鍋爐的密相區(qū)吸熱量大、流化速度較低,采用LCFB混燒IS-CR可提高混燒的穩(wěn)定性和混燒效率,減小二次污染。然而,目前國內(nèi)外對IS和CR的熱解特性和在LCFB內(nèi)氣固多相流動及混燒特性還很少進行系統(tǒng)的研究,這阻礙了LCFB混燒IS-CR技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用。因此,結(jié)合IS-CR的熱解和燃燒動力學(xué)及流動特性,進行LCFB內(nèi)氣固多相流動與混燒特性數(shù)值計算及試驗研究,探索和弄清它們在爐內(nèi)氣固流動和混燒特性,為研究開發(fā)IS-CR-LCFB潔凈燃燒和推進混燒技術(shù)的學(xué)術(shù)研究、創(chuàng)新應(yīng)用等奠定理論基礎(chǔ),為實現(xiàn)IS-CR的高效混燒,達到資源綜合利用促進節(jié)能與環(huán)保,具有十...

【文章頁數(shù)】：175 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
主要符號說明
1 緒論
    1.1 論文選題背景及意義
    1.2 污泥與煤矸石熱解和燃燒特性研究現(xiàn)狀
        1.2.1 污泥熱解特性研究現(xiàn)狀
        1.2.2 污泥的燃燒特性研究現(xiàn)狀
        1.2.3 煤矸石熱解特性研究現(xiàn)狀
        1.2.4 煤矸石燃燒特性研究現(xiàn)狀
    1.3 循環(huán)流化床燃燒技術(shù)數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
        1.3.1 流體動力學(xué)特性研究現(xiàn)狀
        1.3.2 循環(huán)流化床燃燒模型研究現(xiàn)狀
    1.4 循環(huán)流化床混燒實驗研究狀況
    1.5 存在的不足
    1.6 本課題的主要工作及研究內(nèi)容
2 工業(yè)污泥與煤矸石熱解和燃燒及動力學(xué)特性研究
    2.1 工業(yè)污泥組分特性分析
        2.1.1 工業(yè)污泥的成分分析
        2.1.2 工業(yè)污泥元素分析
        2.1.3 工業(yè)污泥熱值分析
    2.2 工業(yè)污泥與煤矸石熱解特性分析
        2.2.1 實驗裝置和方法
        2.2.2 工業(yè)污泥熱解特性分析
        2.2.3 工業(yè)污泥熱解特性影響因素分析
        2.2.4 煤矸石熱解特性分析
        2.2.5 煤矸石熱解特性影響因素分析
    2.3 工業(yè)污泥與煤矸石熱解動力學(xué)研究
        2.3.1 工業(yè)污泥熱解機理和動力學(xué)特性
        2.3.2 煤矸石熱解機理和動力學(xué)特性
    2.4 工業(yè)污泥與煤矸石燃燒特性分析
        2.4.1 工業(yè)污泥燃燒特性分析
        2.4.2 煤矸石燃燒特性分析
        2.4.3 工業(yè)污泥與煤矸石及煤燃燒特性的對比分析
    2.5 工業(yè)污泥與煤矸石燃燒動力學(xué)研究
        2.5.1 工業(yè)污泥燃燒動力學(xué)研究
        2.5.2 煤矸石燃燒動力學(xué)研究
    2.6 小結(jié)
        2.6.1 工業(yè)污泥的熱解特性
        2.6.2 工業(yè)污泥的燃燒特性
        2.6.3 煤矸石的熱解特性
        2.6.4 煤矸石的燃燒特性
        2.6.5 工業(yè)污泥與煤矸石混燒特性
3 工業(yè)污泥與煤矸石 LCFB 冷態(tài)流動特性數(shù)值計算
    3.1 LCFB 的物理模型及結(jié)構(gòu)特性
        3.1.1 LCFB 的物理模型及其描述
        3.1.2 LCFB 鍋爐基本結(jié)構(gòu)與布置
        3.1.3 LCFB 鍋爐相關(guān)特性參數(shù)
    3.2 LCFB 內(nèi)氣固多相流動數(shù)學(xué)模型特點及描述
        3.2.1 簡化假設(shè)
        3.2.2 LCFB 內(nèi)氣固湍流基本控制方程
        3.2.3 κ-ε/RNG 模型
        3.2.4 顆粒群及與流體間相互作用
        3.2.5 升力
    3.3 數(shù)值計算方法與工況
        3.3.1 計算方法及方程離散
        3.3.2 網(wǎng)格劃分
        3.3.3 邊界條件
        3.3.4 計算工況
    3.4 計算結(jié)果分析與討論
        3.4.1 顆粒粒徑的影響
        3.4.2 配風(fēng)比的影響
        3.4.3 燃料比的影響
        3.4.4 密相區(qū)形狀特性的影響
    3.5 分離器內(nèi)顆粒運動特性模擬
    3.6 小結(jié)
4 工業(yè)污泥與煤矸石 LCFB 混燒特性數(shù)值分析
    4.1 LCFB 鍋爐熱力及燃料特性
    4.2 LCFB 內(nèi)湍流多相燃燒數(shù)學(xué)模型特點及描述
        4.2.1 揮發(fā)份析出模型
        4.2.2 揮發(fā)份燃燒模型
        4.2.3 固體燃料炭燃燒模型
        4.2.4 輻射模型
        4.2.5 傳熱、傳質(zhì)計算
        4.2.6 湍流兩相燃燒模型
    4.3 計算工況及邊界條件
    4.4 LCFB 內(nèi)混燒特性數(shù)值計算結(jié)果及分析
        4.4.1 燃料比的影響
        4.4.2 燃料特性的影響
        4.4.3 配風(fēng)比的影響
        4.4.4 混燒效率
    4.5 小結(jié)
5 工業(yè)污泥與煤矸石 LCFB 的優(yōu)化與混燒特性試驗研究
    5.1 IS-CR-LCFB 鍋爐及系統(tǒng)優(yōu)化
        5.1.1 IS-CR-LCFB 鍋爐選型
        5.1.2 爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計
        5.1.3 布風(fēng)板及風(fēng)帽設(shè)計
        5.1.4 慣性分離及返料系統(tǒng)設(shè)計
        5.1.5 送風(fēng)及配風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計
        5.1.6 運行參數(shù)確定
    5.2 試驗裝置與系統(tǒng)及操作方法
        5.2.1 試驗裝置和系統(tǒng)
        5.2.2 燃料制備及輸送系統(tǒng)
        5.2.3 試驗裝置操作方法
        5.2.4 試驗測試方法
    5.3 IS-CR 的LCFB 冷態(tài)流動特性試驗
        5.3.1 布風(fēng)板阻力特性試驗
        5.3.2 料層阻力特性試驗
        5.3.3 燃料比特性試驗
        5.3.4 配風(fēng)比特性試驗
    5.4 工業(yè)污泥與煤矸石LCFB 混燒特性試驗
        5.4.1 燃料比的影響
        5.4.2 配風(fēng)比的影響
        5.4.3 混燒效率與最佳工況比較
    5.5 小結(jié)
6 結(jié)論
    6.1 主要結(jié)論
        6.1.1 工業(yè)污泥與煤矸石熱解和燃燒及動力學(xué)特性
        6.1.2 工業(yè)污泥與煤矸石LCFB 冷態(tài)流動特性
        6.1.3 工業(yè)污泥與煤矸石LCFB 混燒特性
    6.2 進一步研究展望
致謝
參考文獻
附錄：攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及獲獎情況
    A 發(fā)表主要學(xué)術(shù)論文
    B 獲專利



本文編號：3776143