廢輪胎膠粒流化試驗及其燃燒的數(shù)值模擬.pdf

1、目前中國每年產(chǎn)生廢輪胎約5000萬條，據(jù)預(yù)測，到2020年中國將成為世界最大的汽車市場，廢輪胎的產(chǎn)生量將步入世界前列。2002年，國家經(jīng)貿(mào)委制定了《再生資源回收利用“十五”發(fā)展規(guī)劃》，提出了可再生資源回收利用的指導思想、發(fā)展目標、發(fā)展重點及主要對策和措施，并制定了《廢舊輪胎回收利用管理方法》。如何充分利用龐大的廢輪胎資源，改善環(huán)境，不僅是中國面臨的問題，也是當今世界范圍內(nèi)的緊迫任務(wù)。 本文提出了采用流化床燃燒處理廢輪胎的方法。

2、采用試驗的方法研究了廢輪胎的燃燒及流化特性；并在此基礎(chǔ)上，選擇了合理的模型對廢輪胎在流化床中燃燒進行了數(shù)值模擬。 通過熱重分析方法對廢輪胎的燃燒特性進行試驗研究。研究發(fā)現(xiàn)廢輪胎具有著火溫度低、燃燒速度快等特點，比較適合燃燒；研究了升溫速率、粒徑對燃燒過程的影響，并計算出廢輪胎燃燒動力學參數(shù)，獲得其燃燒反應(yīng)機理。 設(shè)計并搭建了冷態(tài)試驗臺，對廢輪胎膠粒進行冷態(tài)流化試驗，研究其流化性能及其與石英砂不同配比下的混合流化特性，

3、得到臨界流化風速和流化性能曲線。研究結(jié)果表明，料層高度對膠粒的流化性能沒有影響，而其粒徑對流化性能影響較大；石英砂的加入可以改善廢輪胎膠粒的流化性能。 從廢輪胎燃燒特性、流化性能試驗結(jié)果出發(fā)，合理選擇運行參數(shù)，對廢輪胎流化床鍋爐的各組件（爐膛、旋風分離器、返料裝置、布風裝置）分別進行了設(shè)計，設(shè)計出了40kg/h廢輪胎流化床鍋爐。 采用CFD數(shù)值計算軟件FLUENT對已設(shè)計出的40kg/h廢輪胎流化床鍋爐進行數(shù)值模擬計

4、算，計算得出其典型區(qū)域的溫度、速度、CO2、O2分布圖。通過不同工況下的計算結(jié)果對比，分析得出了廢輪胎粒徑、過量空氣系數(shù)以及二次風的比例對燃燒過程的影響。研究結(jié)果表明細粒徑廢輪胎有利于燃燒；過量空氣系數(shù)對燃燒效率有很大的影響，最佳過量空氣系數(shù)取1.2可以獲得高燃燒效率；在保證流化質(zhì)量的前提下，增大二次風比例，有利于提高燃燒效率。 本文的試驗及模擬分析結(jié)果為廢輪胎流化床燃燒的工業(yè)化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，對廢輪胎的合理資源化利用有較大意