管式布风流化床的流动特性研究及其处理固体废物的工业化应用
固体废物的处理己成为困扰各国的环境难题。焚烧法具有减容、减量、资源化等优点，我国越来越多的城市开始采用和关注此技术。因此，如何保证垃圾高效清洁稳定地燃烧已成为我国垃圾焚烧处理亟需研究的课题。在对机械炉排炉、回转窑及流化床技术做了详细的技术比较后，指出流化床焚烧技术是适合我国垃圾国情的焚烧技术。针对现有流化床焚烧技术存在的问题，本文提出了新型管式布风流化床技术，其在处理成分复杂特别是含有较大份额不可燃物质的垃圾时具有简化垃圾预处理装置及良好的不可燃物排除特性等优点。
本文以管式布风条件下流化床内流动特征为研究对象，主要研究内容如F：
(1)通过开发的颗粒流场可视化软件，对循环流化床内轴径向的流场进行了分 析。在循环流化床试验台上分段测量了全场颗粒矢量速度，得到了循环床上 升段内的整个流场分布。此外还对湍流流态化到循环流态化的转变过程提出 了判据，研究发现全场颗粒速度脉动STD值在流型转变过程中呈突降趋势。
(2)对管式布风条件下的流化特征进行了详细的研究。设计了管式布风的布风装 置。在管式布风试验台上分别对布风管的阻力特性及临界流化风速、管式布 风下的流化特征及压力脉动进行了测试。在对管式布风下流化特征的研究中 分别对单管控制区、管间控制区、稳定临界流化高度、两层布风管布风作了 实验分析。
(3)进行了不可燃物在管式布风流化床中停留时间特性的研究。对垃圾焚烧中存 在的不可燃重物质在管式布风下的停留时间进行了冷态试验研究，垃圾中主 要的三类不可燃物质为铁类、玻璃类和石块类，试验采用不同直径尺寸的钢 球、玻璃球和鹅卵石进行了模拟。试验针对单个重物料和混合重物料，在各 种工况下对床内停留时间做了实验研究。
(4)最后在实验理论的基础上，对应用管式布风技术的工业焚烧炉的典型工况下 的运行性能进行了分析。
本文借助自开发的速度场可视化软件对管式布风流化床内部的流动特性做了深入的研究，分为流化特征的研究和排渣特性的研究两部分，结果表明管式布风流化床总体上横向混合剧烈满足垃圾与床料的充分混合与垃圾彻底焚烧的要求。在两层布风条件下，流化床呈现“上横下纵”的流动规律，此设计对垃圾在床中的横向混合燃烧以及不可燃重物料的迅速排除是非常成功的。并从初步的工业化应用效果来看满足焚烧效果，是一种值得推广的新型焚烧技术。
固体废物;管式布风;图像法;速度场;压力脉动;不可燃重物料;垃圾预处理;流化床
浙江大学
硕士
工程热物理
马增益;岑可法
2006
中文
X705
84
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）