Tudomány és technológia hulladék
összefoglaló
Absztrakt
Index bejegyzések
Kulcsszavak: háztartási hulladék, elégetés, illékony szerves vegyületek, égés, FOLYADÓ, lamináris, turbulens rezsim
Kulcsszavak: kommunális hulladékok, elégetés, illékony szerves vegyületek, égés, FOLYADÓ, lamináris és turbulens rezsim
Tartalom
Teljes szöveg
A termokémiai folyamatok, mint például az elégetés vagy a szénsavas kezelés, megbízható eszközt jelentenek az éghető szerves hulladék kezelésére, ha a füstkibocsátást megfelelően ellenőrzik és kezelik. Egyrészt a hulladék tömegének és térfogatának csökkenéséhez, másrészt hő- és/vagy villamosenergia-termelés útján történő energia-visszanyeréshez vezetnek. Ezek a folyamatok azonban olyan gáznemű kibocsátásokat generálnak, mint szén-oxidok (CO, CO2), kén-oxidok (SO2), nitrogén-oxidok (NOx), klórozott termékek (dioxinok és furánok), illékony szerves vegyületek, policiklusos aromás szénhidrogének, por, nehézfémek, korom stb. A CO2 a fő üvegházhatású gáz, az NOx pedig hatással van az ökoszisztémára (savas eső, fotokémiai szennyezés, eutrofizáció), a sztratoszférikus ózonréteg pusztulására, valamint az emberi egészségre (Balet, 2008; Addou, 2009).
A füstkezelés szokásos módszerei (Balet, 2008; Addou, 2009) tisztítási maradványok képződéséhez vezetnek, amelyeket a veszélyességüknek megfelelően kell kezelni és kezelni. A pirolízis/karbonizáció típusú folyamatokban a füstök utólagos elégetése hatékony és gazdaságos kezelést biztosít, amint azt a fa karbonizálásáról szóló számos munka bemutatja (Halouani és Farhat, 2003). Ezek a szerzők egy fél-empirikus modellt dolgoztak ki három részleges égésű karbonizációs kemence füstjének égetéséről szakaszos üzemben, függőleges hengeres reaktorban. Az eredmények azt mutatják, hogy a szénsavas füst elégetése körülbelül 1000 ° C-on a szén-dioxid kivételével lehetővé teszi a szennyezőanyagok tömegének 99% -ának megsemmisítését és a szennyező gázok kibocsátásának csökkentését.
A tanulmány fő célja egyrészt a települési hulladék égési füstjeiben valószínűleg jelen lévő illékony szerves vegyületek égésének modellezése és szimulálása lamináris áramlásban, majd az égés és a turbulencia közötti kölcsönhatások figyelembevételével.
1.1. Fizikai probléma
Az ügy olyan füsttel foglalkozik, amely a háztartási hulladék elégetésével keletkezne (Tézanou, 2003), amely CH4-ből, C2H4-ből, CO-ból, H2-ből, C-ból és O2-ből áll, a megfelelő tömegfrakcióknál: 0,0635; 0,0740; 0,0369; 0,0264; 0,0158; 0,81 (N’wuitcha és mtsai, 2014a; N’wuitcha és mtsai, 2014b).
Úgy véljük, hogy a füstök szerves szennyezőinek égését (lásd 1. ábra) egy hengeres kamrában végzik, amelynek belső átmérője D = 1 m és H = 1 m, két nyílással ellátva: egy kör alakú nyílással átmérője = 0,2 m az alsó talajon a füstbevezetéshez, és egy másik ds átmérőjű = 0,2 m az égető felső alján, amelyen keresztül a gázok égés után kilépnek. Számításaink során figyelembe vettük az A0 = 35% levegőfelesleget.
1. ábra A sütő függőleges metszete
1.2. Transzfer egyenletek
Figyelembe véve a (N'wuitcha és mtsai., 2012) megfogalmazott egyszerűsítő feltételezéseket, a kemence transzferjét lamináris rendszerben szabályozó egyenleteket a hengeres referenciakeretbe (O, r, z) a következő általános formában írjuk fel.:
ahol ϕ fizikai mennyiséget képvisel: 1 (folytonossági egyenlet), u a sebesség axiális komponense, v a sebesség radiális összetevője, T hőmérséklet, Yi a vegyi anyagok tömegének frakciója i. Turbulens körülmények között, a (N’wuitcha és mtsai, 2014a; N’wuitcha és mtsai, 2014b) alapján tett egyszerűsítő feltételezések alapján az átviteli egyenletek a fenti általános formát öltik. Az általunk képviselt fizikai mennyiségek mellett hozzáadódnak a turbulencia, k paraméterei, a turbulens mozgási energia és az ε, annak szóródási sebessége. ρ a sűrűség, idő, radiális koordináta, z normál koordináta, Γ ϕ f diffúziós együtthatója és S ϕ.
A sugárzási átviteli és égési modelleket, valamint a kiindulási és peremfeltételeket a (N'wuitcha et al., 2012) a lamináris rezsimre vonatkozóan és (N'wuitcha et al., 2014a; N'wuitcha et al.) Ismerteti., 2014b) a turbulens rezsimre.
2.1. Lamináris rendszerben
Az átviteli egyenleteket a véges térfogat módszerrel diszkretizáljuk. A kapott háromdiagonális típusú algebrai egyenletek rendszereit egy iteratív eljárással társított Thomas algoritmus segítségével oldjuk meg, a szub-relaxációs együtthatóval, amely egyenlő a sebességkomponensek 0,6-os értékével, a hőmérséklet, a tömegtörzsek, a nyomás és a fényerő pedig 0, 8 értékkel. Az iteratív eljárás leáll, ha a következő tesztet ellenőrizzük: