वह aryl, गेट Jianwen, वैंग Lihong, श्री Ko, योंगजुन
सार: बायोमास गोली दहन प्रक्रिया बायोमास उपयोग, प्रक्रिया के विश्लेषण और आग नगरपालिका ठोस अपशिष्ट भस्मीकरण परिणामों की गणना सटीकता की प्रौद्योगिकी के विकास की नींव गणितीय मॉडल पर निर्भर करता है गणना की जाती है अध्ययन भौतिकी समस्याओं को सही ढंग से बायोमास अभिव्यक्त किया। मॉडल कण दहन तुलनात्मक प्रतिक्रिया क्षेत्र सतह मॉडल प्रतिक्रिया मॉडल और प्रतिक्रिया मॉडल की मात्रा शामिल है, बताया सतह प्रतिक्रिया मॉडल संचरण नियंत्रण प्रक्रिया की गणना करने के लिए अनुकूलित, और प्रतिक्रिया मॉडल की मात्रा शक्ति नियंत्रण या प्रक्रिया विद्युत पारेषण संयुक्त नियंत्रण की गणना करने के अनुकूल है। सुखाने का सारांश दिया, भौतिक पायरोलिसिस, कार्बन आक्साइड और गति, गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण समीकरण और समीकरण में शामिल मुख्य मापदंडों का परिवर्तन। नतीजे बताते हैं कि इन मानकों महत्वपूर्ण अंतर समीकरणों और, अभी भी प्रयोगात्मक अध्ययन मॉडल चयन सहायता करते हैं।
0 परिचय
विभिन्न अनुप्रयोगों के 90% या उससे अधिक '1'। चूर्णित बायोमास के बाद से '1' के लिए मुश्किल है, कण दूषित पदार्थों को कम '2' के उत्सर्जन और एक बड़े आकार आवेदनों की वर्तमान अवतार बायोमास, प्रत्यक्ष दहन में, दहन प्रक्रियाओं की एक संख्या अधिक उपयोग किया जाता है बड़े आकार (2mm-150mm, चूर्णित कोयला दहन की जब कण व्यास<75μm)原料｡垃圾焚烧中也有大量大颗粒生物质物料, 我国城市固体垃圾中与生物质相关的成分(竹木, 纸张, 布与纤维, 动植物垃圾)占20%-50%[3]｡同样, 大颗粒生物质的燃烧也存在于各种火灾, 特别是森林火灾中｡因此, 大颗粒生物质燃烧过程的理论计算是生物质能利用和城市固体垃圾焚烧设备设计, 操作, 更新以及火灾分析控制的基础｡
बड़े कण बायोमास दहन प्रक्रिया आंतरिक और बाह्य गर्मी रूपांतरण सामग्री रासायनिक ऑक्सीडेटिव गैस हो सकती है, बायोमास सुखाने, पायरोलिसिस करने, चार ऑक्सीकरण, अस्थिर दहन और अन्य भौतिक और रासायनिक प्रक्रिया के गैसीकरण झरझरा मध्यम गति के भीतर, गर्मी सहित, बहुत जटिल है, प्रसारण गुणवत्ता हस्तांतरण के अलावा आदि, यह भी एक कण संकोचन से संबंधित है, भीतरी दरारें, राख पिघलने और टुकड़ी। मुश्किल गणितीय विश्लेषण के विकास, सिमुलेशन सैद्धांतिक गणना का एक प्रभावी तरीका है। ऊपर वर्णित प्रक्रिया के प्रत्येक के गणितीय मॉडल एक अनुरूप है सटीकता की कुंजी का परिणाम है। इस पत्र को संक्षेप में और एक गणितीय मॉडल मुख्य रूप से बायोमास कणों की जल, को शामिल सैद्धांतिक मॉडल के लिए एक संदर्भ और दहन प्रक्रिया के विकास प्रदान करने के लिए विश्लेषण करेगा।
दहन प्रक्रिया के अनुसार 1 मॉडल गणना बायोमास कणों
जब, अगर इंजीनियरिंग सिमुलेशन सुविधा दरारें या राख के विशेषज्ञ नहीं, आम तौर पर प्रक्रिया पर उनके प्रभाव। और प्रक्रिया की जटिलता के कारण, के लिए कुछ तीन आयामी, दो आयामी मॉडल दहन कणों का वर्णन करता है सिवाय उपेक्षा, दस्तावेजों की सबसे एक आयामी मॉडल हैं। आधार सतह के कणों, सबसे बाहरी आवासीय इकाई की मोटाई डॉ के रूप में और फिर आंतरिक इकाई के लिए ले जाया की बाहरी सतह: अनियमित कणों के विभाजन विधि, एक आयामी मॉडल गणना इकाई (नियंत्रण शरीर) '4' निम्न के लिए। सतह एक आधार सतह है, अगले एक मोटाई डॉ आवासीय इकाई बनाने के लिए, बारी में ले लिया, सेल मोटाई या उससे कम की शारीरिक आकार के केंद्र तक के लिए, यह पिछले इकाई कंप्यूटिंग इकाई, उदाहरण के लिए एक बेलनाकार शरीर विभाजित कण नियंत्रण विधि चित्रा 1 में दिखाया गया है सादगी के लिए, यदि संबंधित अंतरिक्ष, मुख्य रूप से संदर्भित करता है के लिए एक आयामी मॉडल बाद में चर्चा की जाएगी।
1.1 प्रतिक्रिया क्षेत्र मॉडल
बड़े कण बायोमास दहन भौतिक पायरोलिसिस, चार ऑक्सीकरण और अन्य प्रक्रियाओं सूखे से संबंधित है। अध्ययनों से पता चला है कि नियंत्रित ताप संचार के सूखे कणों, बड़े पैमाने पर स्थानांतरण चार की लकड़ी का कोयला ऑक्सीकरण, पायरोलिसिस / गैसीकरण द्वारा नियंत्रित किया जाता है और संयुक्त रूप से एक विद्युत पारेषण के द्वारा नियंत्रित किया। संचरण नियंत्रण प्रक्रिया आम तौर पर एक छोटे से क्षेत्र है, जो जल्दी सेवन किया जाता है, आगे कोई प्रसार हस्तांतरण एक प्रतिक्रिया सतह के रूप में सरल किया जा सकता प्रतिक्रिया क्षेत्र में गर्मी या सामग्री के हस्तांतरण की वजह से है में होता है। हालांकि, संयुक्त रूप से बिजली और विद्युत पारेषण या सामान्य प्रतिक्रिया द्वारा नियंत्रित इस सुविधा के कारण एक विस्तृत क्षेत्र है, प्रतिक्रिया का एक विशिष्ट मात्रा में होता है।, एक पारंपरिक सतह प्रतिक्रिया मॉडल (frontreactionmofel) प्रतिक्रिया या दहन मॉडल (volumereactionmofel) के कण की मात्रा की गणना।
1.1.1 सतह प्रतिक्रिया मॉडल
प्रतिक्रिया सतह मॉडल असीम पतली सतह प्रतिक्रिया में एक रासायनिक प्रतिक्रिया / शारीरिक परिवर्तन मान लिया गया है, प्रतिक्रिया सतह प्रतिक्रिया के साथ ले जाया जा सकता। यह मॉडल सल्फेट और चार ऑक्सीकरण प्रक्रिया, कार्बन जल्दी Caram'5 'की गणना करने के एकल दहन द्वारा प्रस्तावित प्रयोग किया जाता है परिकल्पना कार्बन ऑक्साइड फिल्म, फिल्म मॉडल मान कार्बन डबल प्रतिक्रिया केवल ठोस सतह पर होता है, Cano'6 'जब गंदगी कणों दहन .Gupta'7 की गणना के कोर और लकड़ी का कोयला ग्रे खोल के बीच एक दहन सामने (combustionfront) मान' थोक एट अल की गणना में aryl कार्बन कणों की सतह पर होता है। वह '8'। प्रकृति लकड़ी का कोयला downwardly सुलगनेवाला (आंतरिक दहन बड़े कणों के समान), यह माना जाता है कि ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया राख परत के अग्रणी धार और कार्बन परत के बीच होता है। यह भी था प्रतिक्रिया पूरे अनुकरण मॉडल सतहों बायोमास प्रज्वलन प्रक्रिया (सुखाने, पायरोलिसिस और चार ऑक्सीकरण)। उदाहरण Ouedrago'9 के लिए 'मान लिया प्रतिक्रिया के चेहरे 773K पायरोलिसिस तापमान पर होता है, चार ऑक्सीकरण ब्लॉक .Thunman'10 की सतह पर होता है' गीला क्षेत्र, पायरोलिसिस क्षेत्र, और अवशिष्ट कार्बन क्षेत्र विभाजन कण दहन राख में मान लीजिए कण सामग्री, fumed स्रोत अनुमान सूखे और चार ऑक्सीकरण इंटरफ़ेस जिलों .Galgano'2 पर होता है 'भी सुखाने और गर्मी हो जाती है समाधान एक बहुत पतली होती है पर, और कण सतह में प्रचार सुखाने और पायरोलिसिस का अभिन्न गणना करने के लिए विधि लागू होते हैं।
1.1.2 मॉडल रिएक्शन वॉल्यूम
प्रतिक्रिया (volumereaction) मॉडल की मात्रा मान लिया गया है कि पूरे प्रतिक्रिया जन, प्रतिक्रिया की दर एक बिंदु है जहां तापमान, गैस ठोस संरचना, आदि पायरोलिसिस प्रक्रिया गणना के लिए इस्तेमाल से निर्धारित होता है। उदाहरण के Groni'11 ', Janse'12' और यू Chunjiang के लिए पूरे बायोमास कण, गति और ऊर्जा संरक्षण के अंदर बड़े पैमाने पर के आवेदन में '13', रासायनिक प्रतिक्रिया समीकरण और पायरोलिसिस प्रक्रिया के लिए थर्मल जन स्थानांतरण समीकरण नकली था। वहाँ भी कई शोधकर्ताओं सीधे प्रतिक्रिया मॉडल दहन पूरे बायोमास कणों की मात्रा द्वारा गणना कर रहे हैं प्रक्रिया, जैसे, Porteiro'4 'और बिजली संरक्षण समीकरणों पूरे ब्लॉक के लिए उपयोग किया जाता है।
मान लीजिए सुखाने केवल एक कंप्यूटिंग इकाई में होता है सुखाने दर सेल में गर्मी हस्तांतरण दर से निर्धारित होता है; समीकरणों Arrehnius चार ऑक्सीकरण दर का उपयोग वर्णित है, जोड़ा समीकरण मापदंडों का प्रतिनिधित्व सोखना और desorption क्षेत्र (innersurface) .Yang'14 ' लकड़ी के दहन के एक अधिक विस्तृत गणितीय मॉडल आदि का उपयोग कर, खुर न केवल विभिन्न संरक्षण, परिवहन और गतिशील समीकरण भी विचार कर रहे हैं टार पर विचार, जलन, .Lautenberger'15 वाष्पशील 'भी प्रतिक्रिया ब्लॉक मॉडल की मात्रा का उपयोग ऑक्सीडेशन और पायरोलिसिस प्रक्रिया, एररे-न्यूस समीकरण का उपयोग करते हुए सुखाने की प्रक्रिया का वर्णन किया गया है।
1.1.3 दो मॉडल की तुलना
केवल प्रतिक्रिया सतह रासायनिक प्रतिक्रियाओं के कम्प्यूटेशनल जटिलता के बाद से, सतह मॉडल बहुत प्रतिक्रिया समय गणना कार्यक्रम कम हो सकता है। हालांकि, इस विधि केवल संचरण नियंत्रण प्रक्रिया के लिए लागू है, प्रतिक्रिया मात्रा नहीं कर सकते हैं सही रूप में मात्रात्मक गणना। इसी तरह, संचरण नियंत्रण प्रक्रिया के लिए प्रतिक्रिया मॉडल की मात्रा गणना बहुत मुश्किल, प्रतिक्रिया क्षेत्र में गंभीर रूप से अत्यधिक विलक्षण समीकरणों गैर अभिसरण गणना की ओर जाता है है, अनुकूलन विधियों भी साथ कम जगह और समय कदम की आवश्यकता होती है, गणना बहुत समय लगता है, जैविक कण 10 मिमी गणना का उपयोग कर दहन प्रतिक्रिया विधि की मात्रा की आवश्यकता घंटे के दर्जनों
Peters'16 '8-17 मिमी कणों 900 डिग्री पर पायरोलिसिस भट्ठी तापमान के दौरान अध्ययन किया गया था।] सी, और निष्कर्ष निकाला है कि, इन परिस्थितियों में, गर्मी हस्तांतरण नियंत्रण सुखाने, पायरोलिसिस और संयुक्त रूप से संचरण शक्ति और हो aryl द्वारा नियंत्रित '8' की गणना करता है टोनर की प्राकृतिक अवस्था downwardly निष्कर्ष निकाला सुलगनेवाला जमा, आम नियंत्रण प्रतिक्रियाओं मौजूद मुख्य रूप से कार्बन ऑक्साइड बड़े पैमाने पर स्थानांतरण नियंत्रित बड़े कण बायोमास दहन विद्युत पारेषण और पारेषण नियंत्रण, वर्तमान में दो के अध्ययन की आवश्यकता है गणना पद्धति का संयोजन, वह फेंग '17' और अन्य इस संबंध में एक प्रारंभिक अन्वेषण का आयोजन किया है।
1.2 भौतिक रसायन प्रक्रिया
वर्तमान में, व्यापक रूप से सुखाने, पायरोलिसिस, चार ऑक्सीकरण, अस्थिर दहन और समीकरणों, जटिलता की डिग्री में एक बड़े अंतर के अन्य भौतिक और रासायनिक प्रक्रिया, रिएक्टर प्रकार Arrehnius समीकरण से संबंधित है की एक किस्म से वर्णित हैं, पायरोलिसिस में। उदाहरण के लिए एक सरल द्वारा नीचे दर्जनों की प्रक्रिया के बारे में गहराई से समझ के पक्ष में जटिल समीकरण समीकरण लेकिन इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों के नजरिए से भी जटिल समीकरण आसानी से हल करने के लिए मुश्किल समस्याओं को जन्म दे, इंजीनियरिंग गणना इसलिए आम तौर पर इस्तेमाल नहीं किया विशेष रूप से जटिल समीकरण कई ठेठ साहित्य को सारांशित भौतिक रसायन प्रक्रिया का वर्णन समीकरण
1.2.1 सुखाने
बायोमास जलती हुई शर्तों के तहत सुखाने के कारण बहुत अधिक तापमान (500 डिग्री सेल्सियस) और सामान्य तौर पर शुष्क होता है<200℃)差别较大, 这方面的专门的理论和实验较少｡目前, 干燥速率的方程主要有两类: 一是假设干燥速率由热传输决定[4, 14, 16], 按其物理意义, 蒸发速率为传到干燥前沿净热量除以水分蒸发潜热, 即:
ट्रांसमिशन नियंत्रण सिद्धांत अवधारणाओं स्पष्ट, प्रतिक्रिया एक बहुत पतली सतह में होता है और निष्कर्ष के कुछ संगत कर रहे हैं '2, 16' सुखाने गतिकी समीकरणों संख्यात्मक आसानी से वर्णन कर, लेकिन कुछ गर्म शुष्क गतिज मानकों की मौजूदा कमी में शामिल है कि प्रायोगिक आधार
1.2.2 pyrolysis
साहित्य में वहाँ पायरोलिसिस गतिज समीकरण रूपों या समीकरण रूप से मानकों के संदर्भ में, निम्नलिखित तीन प्रकार में विभाजित शामिल महत्वपूर्ण मतभेद पहली परिकल्पना बायोमास पायरोलिसिस वाष्पशील और चार सीधे एक का उपयोग कर रहे हैं। प्रतिक्रिया की दर Yang'14 'समीकरण के रूप में Arrehnius स्तर का वर्णन समीकरण प्रयोग किया जाता है:
1.2.5 कार्बन ऑक्सीकरण
यह ध्यान देने योग्य है कि कार्बन के ऑक्सीकरण बायोमास दहन प्रक्रिया में बहुत महत्वपूर्ण है, यह निर्धारित जला समय, प्राथमिक और माध्यमिक हवा अनुपात और अन्य महत्वपूर्ण पैरामीटर। कार्बन का ऑक्सीकरण अनुसंधान का एक इतिहास है, पिछली सदी के विशिष्ट मॉडल मुख्य रूप से कर रहे हैं एकल फिल्म और एक डबल फिल्म मॉडल मॉडल, एक ही फिल्म मॉडल मानता है। कि कार्बन डाइऑक्साइड सीधे ठोस सतह पर ऑक्सीकरण दोहरी परत झिल्ली मॉडल मानता है कि कार्बन मोनोऑक्साइड, सीओ जावक प्रसार, और पतली की लौ की सतह के लिए कार्बन की सतह ऑक्सीकरण तेजी से सीओ 2 के लिए ऑक्सीकरण। बाद में, Amundson एट अल एक सतत फिल्म मॉडल का प्रस्ताव रखा, सीओ के ऑक्सीकरण एक सतत फिल्म की सीमा परत मॉडल भर में हो सकता है कि गणना में उपयोग करने के लिए बहुत जटिल, मुश्किल है, झांग मिंग चुआन '19' एट अल चलती प्रक्रिया मॉडल कं एक लौ सामने इस्तेमाल किया सीमा परत में जलन।
। कार्बन मोनोआक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड इंजीनियरिंग गणना और इंजीनियरिंग सिमुलेशन अक्सर माना के ऑक्सीकरण की प्राथमिक उत्पादों के मिश्रण। मामले में जहां स्थिति परमिट, कार्बन मोनोआक्साइड प्राथमिक उत्पाद बड़े रिक्त स्थान में माध्यमिक दहन लौ ढंग से गैस चरण ऑक्सीकरण हो जाएगा प्राथमिक ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया उत्पाद और सीओ / सीओ 2 दाल अनुपात एक्स समीकरण के रूप में व्यक्त किया गया है:
1.3 संचरण प्रक्रिया
कई झरझरा मीडिया गति, बड़े पैमाने पर और गर्मी हस्तांतरण मॉडल कण दहन प्रक्रिया की गणना करने के लिए मुख्य रूप से गणना पद्धति के प्रसारण पर साहित्य में माना जाता है, और एक गुणांक गणना समीकरण तालिका 1 में दिखाया गया है।
1.3.1 गति हस्तांतरण
बायोमास झरझरा मीडिया में अधिक दहन गैस आंदोलन, विशेष रूप से पानी सुखाने प्रक्रिया द्वारा उत्पन्न वाष्प से संबंधित है, पायरोलिसिस अंक के दौरान उत्पन्न वाष्पशील बहने दो तरीकों में इस्तेमाल किया कणों की गैस प्रवाह वेग मजबूर कणों : सबसे पहले, एक तेजी से गैस के प्रवाह (immediateoutflow) 4, 10, 16 'लाइन में अन्य मान लिया जाता है डार्सी प्रवाह प्रमेय के साथ लेते हैं।
1.3.3 बड़े पैमाने पर स्थानांतरण
कार्बन कणों के भीतर ऑक्सीजन हस्तांतरण खपत की दर निर्धारित करता है, और इसलिए, बड़े पैमाने पर स्थानांतरण, सामान्य विचार ऑक्सीजन प्रसार और गैस के प्रवाह की वजह से संवहन, यह भी साहित्य माना के कुछ प्रसार अधिक अन्य घटकों की गणना में। प्रसार गुणांकों आरएमएस (प्रसार गुणांक और छिद्र का उत्पाद):
बेशक, प्रसार गुणांक मूल्यों या साहित्य में शेष गैसों के गणना पद्धतियों में कई अंतर हैं, जिन्हें यहां विस्तार में वर्णित नहीं किया गया है।
2 निष्कर्ष
1) प्रतिक्रिया क्षेत्र मॉडलिंग, इस तरह के, सूखी कार्बन ऑक्साइड, आदि प्रतिक्रिया मॉडल की मात्रा शक्ति और संचरण शक्ति नियंत्रण या इस तरह के पायरोलिसिस प्रतिक्रियाओं के रूप में आम नियंत्रण प्रतिक्रियाओं, गणना करने के लिए अनुकूलित है के रूप में प्रतिक्रिया, के संचरण नियंत्रण की गणना के लिए सतह प्रतिक्रिया मॉडल।
गर्मी परिवहन मॉडल और एक नियंत्रण मॉडल सूत्र Arrehnius - 2) मॉडल भौतिक और रासायनिक प्रक्रिया में वर्णित है, वहां आम तौर पर दो सुखाने कर रहे हैं; तीन पायरोलिसिस रिएक्टर - एक रिएक्टर मॉडल तीन समानांतर प्रतिक्रिया मॉडल और तीन समानांतर राल खुर प्रतिक्रिया मॉडल पर विचार खाते जल वाष्प और की तरह में कार्बन चार और चार ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया के सरल खपत;, (प्रतिक्रिया पांच के कुल) साहित्य के अस्थिर हिस्सा माना जाता है कि गैस चरण में दहन दहन कण अस्थिर हाइड्रोकार्बन का माना हिस्सा, कार्बन मोनोआक्साइड को प्रभावित नहीं करता, और हाइड्रोजन दहन। प्रतिक्रिया साहित्य और प्रतिक्रिया अलग-अलग साहित्य में गतिशील मापदंडों में काफी भिन्नता है।
3) हस्तांतरण की प्रक्रिया मॉडल, दो मॉडल में गति हस्तांतरण की गणना - एक तेजी से और डार्सी प्रवाह मॉडल प्रमेय ट्रांसमिशन मॉडल; का उपयोग अधिक गैस ठोस गर्मी हस्तांतरण thermodynamic संतुलन, सामान्य विचार चालन और संवहन, माना जाता है कुछ विकिरण विचार करने के लिए (गर्मी प्रवाह विकिरण); बड़े पैमाने पर स्थानांतरण संवहन और ऑक्सीजन मुख्य विचार के प्रसार, कुछ सभी गैस प्रसार थर्मल जन संचार गुणक काफी अलग विचार करें।
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