熱等離子體處理制革污泥的數(shù)值模擬.pdf

1、制革污泥問題是困擾皮革工業(yè)健康迅速發(fā)展的一個(gè)嚴(yán)峻的問題。目前我國制革污泥的處理處置方式主要以填埋、焚燒、堆肥為主，這些處理處置方式都存在著一系列問題。因此，開辟一條新的污泥資源化利用途徑顯得尤為重要。采用熱等離子體技術(shù)處理制革污泥可以有效避免二次污染，被公認(rèn)為是今后污泥處理領(lǐng)域的一項(xiàng)重要而具有發(fā)展?jié)摿Φ男录夹g(shù)。 熱等離子體處理制革污泥伴隨著復(fù)雜的物理化學(xué)過程。等離子體反應(yīng)器內(nèi)物料的濃度分布、運(yùn)動(dòng)速度、停留時(shí)間，氣相的流動(dòng)速度、溫

2、度壓力分布情況都直接影響反應(yīng)器內(nèi)制革污泥的熱解。本文旨在通過研究反應(yīng)器內(nèi)等離子體一顆粒氣固兩相流動(dòng)特性、污泥的熱解與流動(dòng)參數(shù)之間的關(guān)系，為反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計(jì)、運(yùn)行調(diào)控提供依據(jù)。 通過構(gòu)造反映等離子體反應(yīng)器內(nèi)部流動(dòng)規(guī)律的基本方程組，建立描述等離子體反應(yīng)器內(nèi)部的復(fù)雜物理化學(xué)過程機(jī)制數(shù)學(xué)模型：模擬等離子發(fā)生器內(nèi)部流動(dòng)特性的K-ε雙方程湍流流動(dòng)模型；模擬污泥顆粒在等離子體流中制革污泥熱解的渦耗散模型；模擬污泥進(jìn)入等離子體反應(yīng)器后的運(yùn)行軌跡

3、以及顆粒與等離子體流之間的傳熱、傳質(zhì)過程的顆粒軌道模型。在數(shù)值模擬過程中，對等離子反應(yīng)器的計(jì)算區(qū)域的空間離散化引入貼體坐標(biāo)體系，對于控制方程采用一階迎風(fēng)的差分格式進(jìn)行離散，壁面處理采用壁面函數(shù)法；采用SIMPLE算法來解決壓力速度耦合問題。 應(yīng)用上述模型和算法，首先在不同進(jìn)口條件下模擬了等離子體反應(yīng)器內(nèi)三維氣相湍流流場，獲得反應(yīng)器內(nèi)的速度、溫度和組分濃度場。繼而在不同的進(jìn)口參數(shù)(等離子體進(jìn)口速度、污泥顆粒進(jìn)口速度、污泥顆粒大小、