多孔介質(zhì)內(nèi)礦井乏風(fēng)逆流氧化反應(yīng)的數(shù)值模擬.pdf

1、我國每年有大量的礦井乏風(fēng)直接排放到大氣中,礦井乏風(fēng)中的甲烷是主要的溫室氣體,不僅對環(huán)境造成破壞,而且熱量無法回收。本文以能夠?qū)崿F(xiàn)礦井乏風(fēng)穩(wěn)定燃燒的多孔介質(zhì)逆流氧化器為研究對象,數(shù)值計算了礦井乏風(fēng)在多孔介質(zhì)內(nèi)逆流氧化的燃燒特征。多孔介質(zhì)內(nèi)的逆流氧化技術(shù)可以拓寬瓦斯氣體貧可燃極限,實現(xiàn)超低值穩(wěn)定燃燒,并在逆流氧化過程中顯著降低燃燒所生成的氮氧化物和一氧化碳,是一項先進的并具有很大發(fā)展?jié)摿Φ娜紵夹g(shù)。建立了礦井乏風(fēng)逆流氧化反應(yīng)的一維和二維模型

2、,并借助Fluent軟件,數(shù)值模擬了不同工況參數(shù)對礦井乏風(fēng)逆流燃燒過程的影響。在一維模擬計算中,壓力和速度耦合采用SIMPLE算法,甲烷氧化簡化為單步總包反應(yīng),考慮了多孔介質(zhì)的輻射,分析了當(dāng)量比、半周期、流速以及多孔介質(zhì)的孔隙率等對礦井乏風(fēng)逆流氧化的影響。計算結(jié)果表明:逆流氧化裝置內(nèi)的溫度場呈梯形分布;當(dāng)量比和流速對逆流氧化反應(yīng)影響較大;在半周期不變時,甲烷/空氣混合物當(dāng)量比和流速增大,高溫區(qū)域加寬,氣體出口溫度和最高溫度增大;半周期對