氧化床氣流通道熱態(tài)阻力特性數(shù)值研究.pdf

1、煤礦乏風(fēng)具有甲烷濃度低(<0.1％)、富集難、氣量大等特點，傳統(tǒng)的處理方式是直接排空，這造成了嚴重的大氣污染和溫室效應(yīng)。熱逆流氧化技術(shù)是目前處理乏風(fēng)瓦斯的有效方式，可以有效氧化乏風(fēng)并回收利用其中的熱量。陶瓷氧化床是熱逆流氧化技術(shù)的關(guān)鍵部件，其流動和換熱性能關(guān)系到乏風(fēng)瓦斯能否高效利用。目前，雖然蜂窩陶瓷作為蓄熱體已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，但對蜂窩陶瓷蓄熱體阻力損失和熱交換機理的綜合認識還缺乏深入研究，蓄熱氧化床的設(shè)計還缺乏準確的設(shè)計依據(jù)。

2、　　本文運用Fluent軟件對蜂窩陶瓷的熱態(tài)阻力特性進行了數(shù)值模擬。研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)、操作參數(shù)和物性參數(shù)對阻力損失和溫度效率的影響。計算結(jié)果表明：邊長和壁厚這兩個結(jié)構(gòu)參數(shù)中，一個為定量，另一個為變量時，開孔率決定的入口流速的大小對阻力損失的影響遠大于過程換熱強度對阻力損失的影響；相同工況下，莫來石質(zhì)蜂窩陶瓷的熱流量大于堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷的熱流量。
　　建立了蜂窩陶瓷的多通道數(shù)學(xué)模型，研究了氧化床內(nèi)蜂窩陶瓷間隙和蜂窩孔錯位對阻力損失的影

3、響規(guī)律。得出間隙和錯位關(guān)系對六方孔蜂窩陶瓷阻力損失的影響要小于其對四方孔蜂窩陶瓷阻力損失的影響；在高溫下對阻力損失的影響大于其在低溫下對阻力損失的影響；阻力損失隨錯位關(guān)系的變化規(guī)律與溫度無關(guān)。為保證氧化床的整體阻力損失最小，在安裝蜂窩陶瓷時，前后兩塊蜂窩陶瓷之間應(yīng)保證1-2mm的間隙。
　　基于自行研發(fā)的熱逆流氧化裝置，建立了蓄熱氧化床的單通道數(shù)學(xué)模型，對甲烷在氧化床內(nèi)自燃氧化進行初步模擬。并研究了組合式氧化床的阻力特性，得到了蜂