煉化廢液焚燒飛灰粒子沉積與分布特征研究.pdf

1、石油化工、冶金、制藥等行業(yè)排放的毒性大、生物降解能力弱的高含鹽有機(jī)廢液給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的危害日趨嚴(yán)重。目前，國(guó)內(nèi)外處理工業(yè)有機(jī)廢液常用方法為熱化學(xué)轉(zhuǎn)化法，如焚燒法，此方法不僅可以使廢液中有害物質(zhì)徹底分解，而且可以回收焚燒過(guò)程產(chǎn)生的高溫能量，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。但是，在回收余熱過(guò)程中，余熱鍋爐換熱元件往往會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的積灰、結(jié)渣問(wèn)題，給余熱鍋爐安全、穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)一系列不利影響，如積灰搭橋、熱效率降低、高溫腐蝕、換熱元件磨損等。
　　本文

2、以某石化企業(yè)煉化廢液焚燒余熱鍋爐為研究對(duì)象，對(duì)爐內(nèi)飛灰粒子遷移、分布和沉積特征、余熱鍋爐換熱及阻力特性進(jìn)行數(shù)值模擬研究，主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1)建立余熱鍋爐氣-固兩相流動(dòng)及換熱數(shù)學(xué)模型，利用熱動(dòng)力學(xué)平衡計(jì)算軟件FactSage得到廢液焚燒形成富堿（鹽）型飛灰粒子的熔融曲線，并根據(jù)其物化特性，提出將臨界速度黏附模型與熔融組分黏附模型相結(jié)合，即采用臨界速度-熔融組分黏附模型對(duì)爐內(nèi)飛灰粒子黏附情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過(guò)將數(shù)值計(jì)算結(jié)果

3、與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了本文建立的氣-固兩相流動(dòng)和換熱數(shù)學(xué)模型的合理性，以及提出的飛灰粒子黏附模型的可靠性。大尺寸粒子沉積全部發(fā)生在換熱管迎風(fēng)側(cè)-60°到60°范圍內(nèi)，沉積層呈山峰狀分布;微米級(jí)粒子在管子迎風(fēng)側(cè)沉積層同樣呈山峰狀分布，且主要集中在-50°到50°區(qū)間內(nèi)，在背風(fēng)側(cè)則均勻分布;亞微米級(jí)粒子均勻沉積于管子迎風(fēng)側(cè)和背風(fēng)側(cè)。
　　(2)利用臨界速度-熔融組分黏附模型對(duì)多種因素影響下鍋爐內(nèi)飛灰粒子遷移、分布及沉積特征進(jìn)行

4、研究。結(jié)果表明:粒子尺寸、管型、煙氣流速、橫向管間距對(duì)粒子沉積概率影響顯著，而縱向管間距只對(duì)亞微米級(jí)粒子沉積概率影響明顯;增大半橢圓管長(zhǎng)短半軸比、橫向管間距或減小煙氣流速，均可以顯著減小粒子沉積概率;隨著縱向管間距的增大，亞微米級(jí)粒子沉積概率減小明顯，而微米級(jí)和大尺寸粒子以及粒子總沉積概率則呈微弱增大趨勢(shì);粒子尺寸對(duì)沉積概率影響顯著，粒子尺寸越大，沉積概率越大。
　　(3)對(duì)余熱鍋爐內(nèi)換熱及阻力特性進(jìn)行研究，并利用綜合對(duì)流換熱性能