Tiến Sĩ Phân tích hệ thống quá trình đốt nhiệt phân chất thải rắn công nghiệp đặc trưng

Mở Đầu
1. ĐẶT VẤN ĐỀ . .1
2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU . .2
3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2
4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3
5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3
6. Ý NGHĨA KHOA HỌC .4
7. Ý NGHĨA THỰC TIỄN .6

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .7
1.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU .7
1.2 THIẾT BỊ LÒ ĐỐT CÓ VỈ LÒ DI CHUYỂN .12
1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH CHÁY TRONG THIẾT BỊ
ĐỐT KIỂU CỘT NHỒI .19

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP, THIẾT BỊ VÀ VẬT LIỆU TRONG NGHIÊN
CỨU THỰC NGHIỆM 22
2.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THIẾT BỊ LÒ ĐỐT CÓ VỈ
LÒ DI CHUYỂN .22
2.1.1 Phương pháp tiếp cận hệ thống thiết bị lò đốt chất thải rắn 22
2.1.2 Phương pháp phân hoạch hệ thống . 25
2.1.2 Phương pháp phân tích định tính cấu trúc hệ thống .25
2.2 THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 25
2.2.1 Phân tích nhiệt vi sai . 26
2.2.2 Thí nghiệm trên thiết bị lò đốt cột nhồi .30
2.2.2.1 Thiết lập hệ thống thí nghiệm .30
2.2.5.2 Buồng đốt .32
2.2.2.3 Thu mẫu nhiệt độ và thành phần khí .3 3
2.2.2.4 Cấp khí .34
2.2.2.5 Thiết bị phân tích khí và đọc dữ liệu .34
2.2.2.6 Phương thức tiến hành thực nghiệm trên thiết bị cột nhồi 35
2.3 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU .38

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .40
3.1 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH HỆ THỐNG .40
3.1.1 Kết quả phân hoạch hệ thống . 40
3.1.2 Phân tích định tính cấu trúc hệ thống .41
3.2 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN TỔNG QUÁT, THÀNH PHẦN
CƠ BẢN, NHIỆT TRỊ .45
3.2.1 Thành phần hóa học .45
3.2.2 Xác định thành phần nhiệt vật lý (nhiệt trị) .46
3.3 NGHIÊN CỨU CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC CỦA QÚA TRÌNH CHÁY
VẬT LIỆU RẮN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH NHIỆT VI SAI 48
3.4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH CHÁY CỦA VẬT LIỆU RẮN 53
3.4.1 Quá trình cháy của hỗn hợp khăn giấy và cactông 53
3.4.2 Quá trình cháy của hỗn hợp cactông và gỗ 69
3.4.3 Quá trình cháy của hỗn hợp gỗ và rơm 77

CHUONG 4: XÂY DỰNG MÔ TẢ TOÁN HỌC 83
4.1 TÁC VỤ MÔ HÌNH HÓA TOÁN HỌC .83
4.2 XÂY DỰNG MÔ TẢ TOÁN HỌC CHO QUÁ TRÌNH CHÁY V?T LIỆU
RẮN TRONG HỆ DỊ THỂ ĐA PHÂN TÁN .84
4.2.1 Mô tả toán học hệ dị thể đa phân tán (lớp bốn) .85
4.2.1.1 Phương trình bảo toàn vật chất 86
4.2.1.2 Phương trình bảo toàn động lượng .87
4.2.1.3 Phương trình bảo toàn năng lượng .88
4.2.1.4 Phương trình bảo toàn cấu tử trong pha khí .90
4.2.2 Mô tả toán học cho hệ dị thể một hạt và hệ đồng thể (lớp hai và ba).91
4.2.3 Mô hình truyền nhiệt bức xạ trong pha rắn 94
4.2.4 Mô hình truyền nhiệt và truyền khối gi?a hai pha .94
4.2.5 Mô tả toán học thiết bị đốt kiểu cột nhồi .95
4.2.6 Điều kiện ban đầu và điều kiện biên .97
4.2.6.1 Đối với pha khí 97
4.2.6.2 Đối với pha rắn 97

CHUONG 5: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐỐT
HỖN HỢP VẬT LIỆU RẮN TRONG THIẾT BỊ ĐỐT KIỂU CỘT NHỒI .99
5.1 PHƯƠNG PHÁP THỂ TÍCH HỮU HẠN . .99
5.2 THUẬT TOÁN PHÂN LY GIẢI HỆ PHƯƠNG TRÌNH .100
5.3 ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỂ TÍCH HỮU HẠN GIẢI GẦN ĐÚNG
HỆ CÁC PHƯƠNG TRÌNH MÔ TẢ QUÁ TRÌNH CHÁY VẬT LIỆU RẮN
TRONG THIẾT BỊ ĐỐT KIỂU CỘT NHỒI .102
5.3.1 Lưới tổng quát . 102
5.3.2 Sai phân các phương trình liên tục .103
5.3.2.1 Phương trình liên tục trong pha khí 103
5.3.2.2 Phương trình liên tục trong pha rắn .106
5.3.3 Sai phân phương trình năng lượng 106
5.3.3.1 Sai phân phương trình năng lượng trong pha khí .106
5.3.3.2 Sai phân hóa phương trình năng lượng trong pha rắn 111
5.3.4 Sai phân các phương trình bảo toàn động lượng 112
5.4 XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH VÀ ĐÁNH GIÁ MÔ HÌNH 113
5.4.1 Giới thiệu chương trình tính . .113
5.4.2 Đánh giá sự tương thích của mô hình .1 17
5.4.2.1 Kiểm định nhiệt độ cháy trong cột vật liệu .118
5.4.2.2 Kiểm định độ suy giảm khối lượng của vật liệu cháy 125
5.4.2.3 Kiểm định nồng độ khối lượng của CO trong khí cháy .126
5.5 ĐÁNH GIÁ CÁC THÔNG SỐ KIỂM SOÁT QUÁ TRÌNH .132
5.5.1 Tốc độ bắt cháy 132
5.5.2 Tốc độ cháy 133
5.5.3 Tỉ lệ cấp khí trong giai đoạn bắt cháy . .134
5.6 MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH CHÁY TRONG CỘT NHỒI SỬ DỤNG CIS135
5.6.1 Ảnh hưởng của lượng không khí cung cấp đến tốc độ cháy .135
5.6.2 Ảnh hưởng của kích thước hạt 136
5.6.3 Ảnh hưởng của nhiệt trị 139
5.6.4 Ảnh hưởng của độ rỗng khối hạt 140
5.7 KẾT LUẬN .141

KẾT LUẬN
1. KẾT LUẬN .143
2. TÍNH KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 144
2. 1 Tính khoa học của đề tài 144
2.2 Tính thực tiễn của đề tài 144
3. NHỮNG CÔNG VIỆC CẦN TIẾP TỤC THỰC HIỆN 145
Danh mục công trình .146
Tài liệu tham khảo 148