大型爐排爐垃圾焚燒過程的CFD模擬研究.pdf

1、城市生活廢棄物產(chǎn)量的逐年攀升使得“垃圾圍城”的現(xiàn)象日趨嚴(yán)峻，垃圾焚燒熱處理做為一種減量化，無害化，資源化的城市垃圾處理方式，在中國正進(jìn)入市場(chǎng)化全面發(fā)展的階段。爐排爐焚燒技術(shù)能有效適應(yīng)中國垃圾水分多，組分差異大的特性，目前正向著大容量的趨勢(shì)發(fā)展。
　　計(jì)算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics,CFD）數(shù)值模擬相較于試驗(yàn)等研究手段具有經(jīng)濟(jì)、高效、安全的優(yōu)勢(shì)。為指導(dǎo)大型垃圾焚燒爐排爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)行，提高燃

2、燒效率，降低污染物排放，提高運(yùn)行安全性，本文采用CFD數(shù)值模擬方法對(duì)該類垃圾焚燒爐排爐進(jìn)行研究。
　　以500t/d的大型爐排爐為研究對(duì)象，首先建立垃圾焚燒爐排爐的物理模型，再分別通過FLIC軟件模擬床層的固相燃燒過程，以及ANSYS FLUENT模擬爐膛的氣相組分燃燒過程。此外，通過ANSYS FLUENT結(jié)合選擇性非催化還原(selective non-catalytic reduction,SNCR)的23步詳細(xì)反應(yīng)機(jī)理模擬

3、爐膛內(nèi)的
　　SNCR反應(yīng)過程，計(jì)算得出爐內(nèi)SNCR技術(shù)脫硝效率為51.2％。本文還通過光大南京500t/d垃圾焚燒爐排爐的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，測(cè)量在BMCR工況下的爐膛溫度分布與出口氣體組分濃度信息進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。試驗(yàn)數(shù)據(jù)與模擬結(jié)果的吻合良好，佐證了爐膛熱態(tài)燃燒模擬方法及SNCR詳細(xì)反應(yīng)機(jī)理的正確性。
　　基于前述工作基礎(chǔ)，本文對(duì)一臺(tái)750t/d垃圾焚燒爐排爐進(jìn)行配風(fēng)優(yōu)化模擬研究，結(jié)果顯示，通過在爐拱下方增加下二次風(fēng)能對(duì)爐膛前、后爐拱

4、形成包覆作用，有效阻擋高溫?zé)煔鈱?duì)爐拱壁面的沖蝕；爐膛上二次風(fēng)對(duì)沖布置或適當(dāng)增大二次風(fēng)風(fēng)速(從45m/s增大至65m/s)均能有效促進(jìn)煙氣混合，提高爐膛煙氣的充滿度，改善溫度分布的均勻性；此外上二次風(fēng)對(duì)沖布置較錯(cuò)列布置能進(jìn)一步提高煙氣停留時(shí)間，降低爐膛出口CO濃度。
　　本文介紹了一種新型超低氮排放爐排爐垃圾焚燒運(yùn)行模式（VLN），模擬結(jié)果表明，VLN模式較普通模式能有效降低約39.6%的NOx排放量。本文還對(duì)VLN噴口高度、VLN