取熱對熱逆流氧化裝置運行特性影響的研究.pdf

1、煤礦乏風(fēng)熱逆流氧化裝置將預(yù)熱、反應(yīng)和熱量回收集成在一起，能夠有效的處理煤層氣中巨量的煤礦通風(fēng)瓦斯。其制熱技術(shù)對礦井乏風(fēng)的高效利用、環(huán)境保護和煤礦安全生產(chǎn)均具有重要意義。本文對這項技術(shù)進行了數(shù)值研究。
　　首先，對礦井乏風(fēng)在氧化床中燃燒時的復(fù)合傳熱過程進行了分析。在前期模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)輻射傳熱的基本原理，以圓形孔道的輻射多孔體為研究對象，求解了蜂窩陶瓷內(nèi)的輻射源項，完善了氧化床的數(shù)學(xué)模型。
　　其次，研究了礦井通風(fēng)機故障時水

2、平氧化裝置內(nèi)的熱量擴散規(guī)律，并據(jù)此對所建數(shù)學(xué)模型進行了實驗驗證，實驗結(jié)果與模擬結(jié)果吻合良好?？疾炝朔涓C陶瓷的孔隙率、比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)對氧化床熱量擴散的影響。結(jié)果表明：在氧化床中心高溫區(qū)填充0.6m-0.9m的小孔隙率蜂窩陶瓷，床層其它部分填充大孔隙率蜂窩陶瓷，可以提高氧化床的蓄熱能力；選擇大比熱容和低導(dǎo)熱系數(shù)的蜂窩陶瓷作蓄熱體，可以減小熱量擴散。
　　再次，數(shù)值研究了不取熱時氧化床的燃燒特性?？疾炝思淄闈舛?、表觀速度、蜂窩陶瓷孔隙

3、率、比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)和熱量損失系數(shù)對氧化床高溫區(qū)寬度和峰值溫度的影響。結(jié)果表明，運行參數(shù)對氧化裝置的穩(wěn)定性具有明顯的影響，并且隨著反應(yīng)的進行，氧化床中的熱量逐漸積累，高溫區(qū)寬度逐漸增大，出口溫度逐漸升高。因此有必要從氧化床中取出部分熱量。
　　最后，通過氧化床兩端內(nèi)置蛇形管換熱器對床層進行取熱。根據(jù)換熱器的傳熱特性，建立了其傳熱數(shù)學(xué)模型。研究了換熱面積、甲烷濃度、入口表觀速度、蜂窩陶瓷孔隙率和飽和水流速對氧化床高溫區(qū)寬度，換向時間