含尘烟气在波纹板换热面上流动积灰换热数值模拟研究

含尘烟气在换热器表面积灰,会降低换热器传热性能,增加流动阻力,并会造成换热器表面腐蚀。通过对含尘烟气流过波纹板换热面研究,建立数学模型,采用数值模拟方法,分析了不同流速、不同含尘粒径及浓度的烟气流过波纹板换热表面的沉积、换热与阻力特性。研究结果表明:含尘烟气在波纹板换热面上流动时,不同粒径尘粒的沉积速率不同,尘粒的沉积速率在圆凸表面的迎风侧比背风侧高,尘粒沉积率随流速的增加而降低。为含尘烟气换热设备研发设计与烟气余热利用提供参考。

工业含尘废气余热回收技术基础研究进展

工业含尘废气余热回收技术不仅是降低工业能耗、提高资源利用率的关键,更是突破我国资源瓶颈、促进经济社会可持续发展的必然要求。工业烟气余热回收技术基础研究的突破是克服工业烟气高温高含尘、腐蚀性强和工况变化大等问题的关键。由重庆大学牵头的国家重点研发计划项目“工业含尘废气余热回收技术”(2016YFB0601100)实施两年以来,对含凝结性尘粒高温烟气净化及余热回收、高温高含尘烟气余热回收、亚微米级尘粒深度净化及余热回收3个关键技术展开了深入的研究,取得了若干重要进展。本文从项目研究的概况、标志性研究进展、中试平台的中期实施效果等方面进行了论述,并对后续研究提出展望。

铜冶金炉烟道结构探讨

根据我国现有生产的铜冶金炉烟道情况,铜冶金炉烟道可简单分为鹅颈型、直通型、折型、罩型、复合型烟道。在对各种烟道优缺点进行对比的基础上,分析了铜冶金炉烟道优化的重要参数,总结出优化烟道结构主要考虑方向,优选出能保证铜冶炼生产稳定、结构合理的烟道模式。

埋管颗粒床烟气净化与余热回收特性实验研究

本文搭建埋管颗粒床除尘换热实验装置并开展实验,实现烟气净化与余热回收同步进行。研究了冷却水流量(2.6~5.1 m^3/h)、烟气进口温度(823.5~1013.3℃)、含尘量和颗粒移动等因素对余热回收的影响。基于对数平均温差法,以颗粒床传热系数表征颗粒床传热能力。结果表明,装置余热回收率在72%以上,过滤效率在99.5%以上。提高冷却水流量及烟气进口温度均有利于余热回收,冷却水流量由2.6 m^3/h增加到5.1 m^3/h,余热回收率提高1.9%,颗粒床传热系数提高4.4%;烟气进口温度由823.5℃增加到1013.3℃,余热回收率提高1.7%,颗粒床传热系数提高26.6%,余热回收率、传热系数的增加速度随着冷却水流量和烟气进口温度的增加而减缓;并提出了颗粒床总传热系数分别随冷却水流量、烟气进口温度的实验关联式。颗粒床内滤饼形成、颗粒移动均促进床内传热过程,滤饼使传热系数由61.7 W/(m^2·℃)增加至71.4 W/(m^2·℃),增加了15.7%;滤料移动时传热系数为80.8 W/(m^2·℃),相对于未形成滤饼、滤料静止时提高了29.6%。

超大拓展表面三维微肋管换热器的对流换热及抗积灰特性研究

工业烟气含尘的特点易导致换热器积灰,进而制约烟气余热的高效回收。本文针对一种具有超大拓展表面的三维微肋管换热器的对流换热与积灰特性进行了研究。首先,对比研究了光管与三维微肋管的对流换热特性;接着,基于所建立的积灰数值模型,探究了三维微肋管的积灰特性,并揭示了烟气流速与飞灰粒径对其积灰特性的影响规律。结果表明,相对于传统光管,三维微肋管的换热面积可增大约2.9倍;换热性能平均能提高16%;积灰后渐进污垢热阻最大能减小70%;同时,清灰周期更长,运行经济性更佳。综合而言,三维微肋管相比传统光管,在增强换热的同时,还能有效减轻积灰,因此可作为高效的抗积灰传热元件,应用于含尘烟气的余热回收场合。