城市垃圾气化熔融系统中旋风熔融炉的数值模拟
在我国，城市固体废物日益成为引发环境问题的诱因、阻碍可持续发展的桎梏。传统的废物处理处置技术在无害化方面暴露出的种种缺陷，尤其是焚烧带来的二噁英和重金属问题，越来越无法满足城市固体废物的处理要求。城市垃圾气化熔融技术作为一种新型的处理技术，结合了有机物的低温气化和无机物的高温熔融，能够对垃圾实现彻底地无害、显著地减容以及高效地资源利用。本文正是在研究和开发我国城市垃圾气化熔融技术的背景下，对流化床气化旋风燃烧熔融系统中的旋风熔融炉展开研究和设计工作的。本文研究的目的是利用数值计算方法模拟旋风熔融炉内的气固两相流场，找出影响旋风炉内气化气燃烧和灰渣熔融捕捉的结构因素，完成对垃圾处理量200t/d的气化熔融系统中旋风熔融炉的优化设计。
本文在总结气固两相流计算模型的基础上，结合旋风熔融炉内气固两相流的特点，分析对比了各类模型的优缺点，选择了适合于本文所研究的旋风熔融炉的气相湍流模型、气固两相流模型以及颗粒相的运动轨迹模型，并对旋风熔融炉内颗粒的受力进行了分析。
以设计200t／d气化熔融系统中的旋风熔融炉为目的，首先参考传统燃煤旋风炉的设计参数提出了旋风炉的初步设计方案，在此基础上运用F1uent数值计算软件，模拟预测了不同的结构运行参数下炉内的温度场、压力场、气相流场和颗粒的运动轨迹，分析了旋风炉的结构布置(旋风炉下部有无渐缩锥体)、结构参数(旋风炉膛高度、旋风炉膛直径、渐缩锥体设计尺寸)和运行参数(出口压力、入口风速)对炉内情况，尤其是对颗粒运动轨迹、熔渣捕捉效率的影响，
以提高旋风熔融炉的熔渣捕捉效率为目的，对旋风熔融炉进行优化设计。重点考察了各结构运行参数对提高小粒径灰渣捕捉的影响，结合旋风炉制造和运行过程中的经济性因素，提出了旋风熔融炉优化设计的一系列参数的参考值，为系统开发和工程设计作了一些有益的探索。
城市垃圾;气化熔融系统;旋风熔融炉;气固两相流;数值模拟;熔渣捕捉效率;垃圾处理
浙江大学
硕士
工程热物理
池涌;王飞
2006
中文
X705
73
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）