Электротехнология переработки техногенных отходов в плазменной печи с улучшенными энергетическими характеристиками

• Автор: Домаров, Павел Вадимович
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 140 с. : ил.

ВЕДЕНИЕ
Глава 1. Методы переработки техногенных отходов
1.1 Предварительная сортировка
1.2 Санитарная земляная засыпка
1.3 Биотермическое компостирование
1.4 Сжигание
1.5 Пиролиз
Глава 2. Моделирование теплофизических, электротехнологических и
термохимических процессов переработки ТБО в шахтной
высокотемпературной электропечи
2.1 Физические процессы в рабочем пространстве печи
2.2 Математическая модель тепловых процессов в рабочей камере
шахтной печи
2.2.1 Зона сушки
2.2.2 Зона подогрева
2.2.3 Зона пиролиза
2.2.4 Теплообмен в пористом слое
2.3 Химические процессы в шахте электропечи
2.3.1 Кинетика окисления среднестатистического состава ТБО при
рабочих температурах в плазменном газификаторе
2.4 Физико-математическая модель теплообмена в шахте
высокотемпературной электропечи
2.4.1 Метод решения математической модели
2.4.2 Разностная схема и разностное решение
2.5 Химическая модель процесса переработки ТБО в плазменной
электропечи
2.5.1 Допущения процесса моделирования
2.5.2 Система химических уравнений процесса переработки ТБО
2.5.3 Метод решения поставленной химической задачи
2.5.4 Скоростные характеристики выхода летучих продуктов при
разложении отходов
2.5.5 Алгоритм расчета поставленной задачи
2.6 Описание программной реализации модели
Глава 3. Исследование теплофизических и термохимических процессов в шахте плазменной электропечи
3.1 Формирование блока исходных данных
3.1.1 Морфологический состав
3.1.2 Теплофизические параметры ТБО
3.2 Результаты расчета
Глава 4. Влияние резистивного нагрева нам тепловые процессы в рабочей камере печи
4.1. Моделирование электромагнитных процессов в рабочей камере печи
4.2 Результаты математического моделирования
Глава 5. Реализации и технические требования к конструкции и
электрооборудованию высокотемпературной плазменно-резистивной электропечи
5.1. Рекомендации и требования к конструкции электропечи
5.2. Методика выбора мощности, электрических характеристик плазмотронов
5.2.1 Метод расчета мощности плазматрона
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б

теплопроводности. В случае же прогрева частиц большого размера на первый план выдвигается проникновение тепла внутрь куска, и для упрощения задачи уравнение (2.1) можно заменить более простым равенством (2.2). Далее, после установления профиля температур по высоте слоя, можно уточнить условие теплообмена на верхней его границе. Если ТБО поступает из непосредственно примыкающей зоны сушки, то условие (2.1) заменяется (2.2). В этом случае теплообмен на верхней границе слоя играет роль только для зоны сушки топлива.
Куски малого размера
В этом случае можно пренебречь величиной термического сопротивления теплопроводности куска и считать температуры в центре и на поверхности куска одинаковыми.
Обозначим а - коэффициент теплообмена между газом и

поверхностью куска, Вт/м~-град, V - скорость газа, м/сек, Т -температура газа, °С.
Дифференциальные уравнения теплообмена для твердой и газовой сред (при стационарном процессе) следующее:
(1 - m)pu'— - a(t - Т) = 0, (2.3)

-VcP — + a{t-T) = 0, (2.4)

где Cp - теплоемкость газа, Дж/(кг-К); р - удельная теплоемкость ТБО, Дж/(кг-К); и’ - скорость движения ТБО, м/с; t - температура ТБО, °С; Т - температура газа, °С; а - коэффициент теплообмена между газом и ТБО

на единицу объема слоя, {Вт/м ■ град)