流化床焚烧炉污泥焚烧工艺特性研究

本研究以德国Stuttgart M櫣ｈｌｈａｕｓｅｎ污水处理厂的鼓泡式流化床焚烧炉为主要研究对象 ,分析了污泥处理和焚烧工艺流程及其特点 ,探讨了鼓泡式流化床焚烧炉污泥焚烧的工艺特性。     

城市固体废物的焚烧实验

 稳定均匀的燃烧温度是确保减少垃圾焚烧系统大气污染物排放量的一个重要因素.采用内旋流流化床(ICFB)进行了城市生活垃圾焚烧实验,探讨了不同的布风速度、垃圾焚烧量、流化床浓相区高度和不同种类垃圾对焚烧稳定性的影响,并给出了流化床内部温度和CO、NO_X、SO₂等大气污染物的浓度变化.内旋流流化床采用非均匀布风,低速风的移动区尚未流化时,浓相区温度存在一定的不均匀性,低速风区流速超过2倍初始流化速度后,浓相区温度是均匀一致的;流化床的床料具有较好的蓄热能力,较厚的床层有利于提高燃烧的稳定性,可减少垃圾给料和垃圾热值的波动对燃烧温度造成的不利影响;垃圾的焚烧效果与垃圾的热值有直接关系,焚烧低热值垃圾时,为了提高焚烧温度并达到较好的排放指标,需要增加一定量辅助燃料进行助燃;内旋流流化床在燃烧稳定性以及燃烧温度控制上具有一定优势.     

城市污泥流化床焚烧试验研究

城市污泥焚烧处理是世界环保领域的前沿课题．在我国尚处于起步阶段。结合城市污泥流化床焚烧试验，探索城市污泥流化床焚烧技术的内在规律。研究了城市污泥在流化床的不同二次风率、不同水分、不同流化速度及不同过剩空气系数时的燃烧。城市污泥试验研究表明，在污泥水分小于50％时，污泥能够稳定地燃烧，床温能稳定保持在785℃以上：污泥水分大于50％时，因其含水量较大，有效热值低，污泥无法维持稳定燃烧。污泥燃烧时，二次风率对炉内温度稳定分布影响较大，合适的二次风率（约40％）有助于提高悬浮段内温度，强化污泥在悬浮段内的燃烧。流化速度过高，会减少床内污泥燃烧份额，降低床温，不利于污泥的燃烧：速度过小，则会影响床内污泥流化状况，恶化床内污泥燃烧。     

内循环流化床烟气脱硫装置结构及流化性能

提出了开发一种新型内循环流化床烟气脱硫装置的设想,通过不同型式床顶、床底结构的试验,确定了实现这一构想的最佳流化床结构型式;研究了冷态条件下该装置内床料流化的状态及固含率轴向分布情况,初步考察了其流体力学性质.实验结果表明,气速在2.5～5m/s时,装置能实现大量固体颗粒的内循环,床料在床内的运动呈"环-核"结构,床内固体颗粒物浓度高于传统等径流化床,可将其用于烟气脱硫工艺.     

直接再生吸附制冷系统吸附床层传热特性研究

文章设计了以活性炭/异丁烷为工质对的直接再生吸附制冷装置,建立了吸附床换热系数计算模型,分析了换热流体流量和床层空隙率变化对直接再生吸附床层传热特性的影响。结果表明:吸附床的换热系数随流体流量增加先增大后稳定不变;水的流量低于15L/h或异丁烷流量低于1200L/h时,随着空隙率增大,床层换热系数逐渐减小;水的流量大于15L/h或异丁烷流量大于1200L/h时,随着空隙率增大,床层换热系数维持在最大值不变。     

开关柜内凝露现象数值模拟研究

对开关柜中的凝露现象进行了数值模拟研究,建立了开关柜中湿空气凝露现象的数学模型,分析了开关柜内湿空气初始相对湿度、外界环境温度、开关柜壁面与外界环境间的对流换热系数、冷凝壁面的位置等因素对开关柜内凝露现象的影响,结果表明:开关柜的初始空气相对湿度越大、环境温度越低、壁面与环境之间的对流换热系数越大,则冷凝速率越大。在本文模拟的情况中,当开关柜顶部与左壁面热边界条件相同时,在开关柜顶部更容易产生凝露。     

出流孔型对平板气膜冷却影响机理的研究

为了研究不同孔型对平板气膜冷却的影响,针对圆形,扇形,水滴形,收敛缝形四种气膜出流孔型的流动和传热特性进行了数值模拟。研究结果表明,圆形孔、扇形孔和水滴形孔气膜出口下游出现从中心向上抬升的反向旋转涡对,将主流燃气卷吸进来;收敛缝形孔在侧向的扩张型面使得气膜出流在展向的覆盖更为均匀,这有效地阻止了高温气体的侵入;在相同吹风比下,收敛缝形孔在气膜出口附近区域的平均绝热冷却效率则明显要高于其余三种孔,随着吹风比的增大,这种差距越发明显;孔型对对流换热系数增强比的影响区域仅局限在邻近气膜孔出口大约7倍气膜孔径的范围内。      

鼓泡和鼓泡-搅拌SBR好氧污泥颗粒化能耗分析

在高径比20的鼓泡SBR和高径比1.2的鼓泡-搅拌SBR反应器中,考察了好氧污泥颗粒化过程中,污泥粒径、分形维数、微生物特性的变化.建立流体动力学模型,对鼓泡和鼓泡-搅拌反应器中好氧颗粒污泥形成前后的能耗进行对比分析,从水力学角度分析2个反应器污泥特性出现差异的原因.结果表明,鼓泡反应器内在表观气速2.0cm/s条件下形成了均值粒径0.604mm,平均沉降速度（24±5.8） m/h,SVI 36.33mL/g,MLSS维持在4500mg/L左右,表面光滑的好氧颗粒污泥.鼓泡-搅拌反应器在搅拌速度300r/min、表观气速1.05cm/s的条件下,成功培养以丝状菌为骨架的好氧颗粒污泥,均值粒径可达1.123mm,污泥的平均沉降速度为（19.6±5.1） m/h,SVI为41.33mL/g,MLSS维持在3300mg/L左右.好氧颗粒污泥形成前后的能耗进行对比分析发现：好氧颗粒污泥培养初期,鼓泡-搅拌反应器因搅拌桨的加入,获得的湍动能远大于鼓泡反应器,约为100倍左右;而好氧颗粒形成之后,鼓泡反应器中上部位置的湍动能明显增加,且湍动能的大小大于鼓泡-搅拌反应器.相比较而言,鼓泡反应器相对节约能量.     

南北向街谷内热不稳定流场日变化规律的模拟研究

城市街谷内热不稳定流动是促进污染物扩散的重要影响因素之一.本文基于街谷内热平衡分析,结合大涡模拟方法,研究了一个南北走向的城市街谷内温度、风场的日变化特征,并分析了壁面对流换热及长波辐射对街谷内环境的影响.结果显示:壁面对流换热是影响街谷内温度、风场的主要因素,而长波辐射的影响非常小,长波辐射引起街谷内空气温度升高不足对流换热影响的10％,而其对平均风速和脉动量的影响更是在2％和1％以内;街谷内空气温度从早上开始逐渐增加,到15:00的时候达到最大,可达311 K(38℃);上午时段,迎风面壁面热浮力减弱街谷内风速,街谷底部和迎风墙侧的脉动量根均方值较大,而下午时段街谷顶部的脉动量根均方值达到最大.街谷内不同位置和不同时段内,通过建筑材料选择和表面结构设计,适当调控建筑壁面的温度,可以促进街谷内温度分布和空气流通改善.     

垃圾在流化床中燃烧的特性

在一台特别设计的小型流化床燃烧实验台上对垃圾可燃物代表组分进行实验研究 .结果表明 ,干燥的垃圾在床温仅为 50 0℃就能在很短的时间内迅速燃烧 ,产生明亮的火焰 .在本实验条件下 ,床温没有因为实验组分的加入而下降 ,而是随着垃圾的迅速燃烧而急剧升温 ,床温提高 30～ 70℃不等 .垃圾在流化床中燃烧受多种因素的影响 ,并讨论了当物料形状 (整或碎 )、含水量、实验风量 (从 5.5m³/h到 7.5m³/h)等因素变化后对于燃烧气体成分及炉内温度的影响 .在本实验条件下 ,当物料剪碎后会引起炉内温度水平明显提高 ,并使得CO排放量略有下降 .物料含水量增加时会导致炉内温度水平明显下降 .实验风量提高时 ,CO排放量明显减少 .     

烟气流化床脱硫除尘器净化特性研究

以水—空气流态化模拟烟气—脱硫洗涤液流态化，研究气—液流化床的流化特性，分析了烟气流化床净化器的脱硫除尘机理。并以实际净化器为基础，研究了烟气流化床脱硫除尘器的净化效率特性和阻力特性。     

四边形折流式膜生物流化床内填料浓度及液相流场特性研究

针对研究开发的四边形折流式膜生物流化床,构建了气、固、液三相流可视化平台,应用取样法和激光粒子图像测速(PIV)技术剖析了不同进水流量和曝气强度组合对流化床内的填料浓度及液相流场特性的影响.结果表明,折流板上部形成的曝气死区,提高了升流区的填料浓度;折流板和导流锥形成的进水角度使流场冲击反应器底部的填料,提高了在低曝气强度下流化床的填料浓度,在实际运行过程可降低曝气能耗;四边形折流式膜生物流化床的结构特点导致填料与膜组件相互碰撞的概率增大,强化了膜污染的控制.曝气强度和进水流量的变化改变了液相的轴向返混强度和剪切力,进而改变了填料浓度,使气、固、液三相冲刷膜组件的作用增大,最终影响膜面传质系数和浓差极化边界层厚度,降低了膜污染.通过流化床结构的改变提高填料浓度和改善流场特性,为高浓度有机废水好氧生物的处理提供了一个研究方向.     

生石灰循环快速流态化烟气脱硫反应器稳态粒子模型的研究

介绍了一套按快速床设计(气速约2 m/s)建设的生石灰循环流态化反应装置上开展的冷模研究.通过对石灰颗粒的特性、流态化行为及磨损规律等研究,经过数学推导,建立了床层稳态粒子模型.该模型可在给定生石灰加入量、床料卸出量及生石灰粒径分布的情况下,预测稳态时的床层石灰藏量及其粒径分布,从而将为反应动力学研究提供脱硫剂床层的基础参数,促进这项新工艺的技术开发和工业应用.      

流化床固体废弃物焚烧的HCl排放特性

采用ＰＶＣ管材和含ＮａＣｌ的水煤浆两种原料在流化床中进行焚烧来模拟研究城市生活垃圾流化床焚烧过程中ＨＣｌ的排放特性，分别考察了床温、水份和过量空气对ＨＣｌ排放的影响。研究表明：随床温升高，Ｃｌ→ＨＣｌ的转化率增大；随水份增加，Ｃｌ→ＨＣｌ的转化率增大；随过量空气系数的增加，Ｃｌ→ＨＣｌ的转化率减小。     

研究流化床内废物焚烧过程中重金属挥发特性的反模型化方法

用反模型化方法研究在流化床焚烧模拟废物过程中重金属 (HM)释放的动力学特性 .该方法包含了出口气体中的HM浓度变化规律 (实验数据 )和一个反应器尺度的模型 .在实验尺度的流化床焚烧反应器内对掺混了金属的模拟废物进行了热处理 ,对一种从废物中得到的并掺混有重金属 (Cd ,Pb和Zn)的物质进行了焚烧处理 ,用来模拟城市固体废弃物焚烧过程中的HM释放过程 .在反应器的气体出口安装了在线分析系统 ,该在线分析系统通过用ICP OES连续测量出口气体中的HM相对浓度变化规律能够全面的跟踪金属的挥发过程 .此外 ,还运用并发展了鼓泡床模型 ,应用此模型根据出口气体中的HM浓度和时间关系计算出HM挥发率 .利用反模型化方法可以通过在线分析的结果确定出颗粒尺寸的HM挥发动力学特性 .     

Transient mathematical modelling of a fluidized bed incinerator for sewage sludge

Sewage sludge production has been increasing due to the growth of urban wastewater treatment plants. According to the enforcement of current environmental regulations, many efforts must be done to manage the large amount of generated sludge. Incineration is one potential treatment process.As far as control, design and operational guidance of processes are concerned, a successful simulation work may significantly reduce the efforts in experimental study.In this goal, a real-time simulator has been developed to describe bubbling fluidized bed incineration of sewage sludge.In the present work, details of the mathematical model are presented. The two main particularities are the buffer zone characteristics in one hand, and on the sewage sludge pyrolysis, supposed to be flash on the other one. The model results are partially validated by comparison with experimental data issued from the literature. An example of a possible scenario is given.     

生物流化床的动力学研究进展

生物流化床在污水处理中较传统的处理方法有明显的优势,目前研究的方向主要有特定污染物的处理、传质研究、流化床动力学研究和生物流化床的工业化应用。生物流化床动力学研究仍制约着其工业化应用。文章对生物流化床动力学研究中所需参数的测量技术及生物流化床中载体颗粒流动规律的研究状况进行了介绍,并简述了在生物流化床动力学研究基础上对流化床的改进研究。通过对生物流化床研究现状的分析,总结了生物流化床放大存在的问题,对生物流化床的工业应用进行了展望。     

生物流化床反应器水力混合特性研究

分别以活性炭和陶粒作为载体,在无回流条件下研究了不同上升流速时,反应器的离散数D/μL和串联数N的变化规律.试验结果表明,上升流速,固体混合特性以及载体性质均对反应器离散程度产生影响.只要反应器达到一定的膨胀率,反应器的流态就比较接近完全混合型.活性炭为载体时,上升流速为0.29cm/s,膨胀率为9.5％,串联数N为2.17.说明用完全混合型反应器模拟生物流化床反应器是可行的.