沥青拌合设备烟气余热回收装置研究

发布时间：2019-09-27 16:10

【摘要】：本文根据沥青拌和设备烟气余热特点和排烟方式特点采用逐排法设计了一种适用于中低温烟烟气余热回收的热管式空气预热器,利用CFD计算流体软件FLUENT研究了热管式空气预热器内部烟气流动特性和鳍片热管蒸发段的传热特性,通过仿真实验研究了热管排布方式对预热器整体传热性的影响,结果证明,热管按叉排方式有利于提升预热器的整体换热性能,但也会造成一定的风阻。通过建立不同管间距模型,研究了管束间距对预热器换热性能和风阻的影响,结果证明在热管直径为25mm时,其管束间距取65mm既能够保证预热器的换热性能也有利于流体在预热器内部保持一定的风压。建立了鳍片宽度分别为6mm、12mm、18mm热管耦合模型,模拟在不同风速下鳍片宽度对热管整体换热性能的影响。研究证明,随着风速的增加,热管热阻逐渐降低,因此适当增加热流速度有利于提升热管换热能,仿真结果证明鳍片宽18mm的热管随着热流体速度的增加热阻降低幅度最大,同时将各组鳍宽热管模型的体积与热阻进行比例分析,发现18mm热管单位体积的热阻值最低,其经济成本和传热性能最优。另一方面,预热器仿真实验与物理实验变化趋势相一致,也证明了本次仿真的有效性。同时在工程试验阶段,通过试验分析预热器空气侧、烟气侧进出口流体温度,验证热管预热器的整体换热性能。其烟气余热回收效率约为72.6%,能够满足沥青拌合设备烟气余热回收要求,使得空气预热到100℃,同时对尾气温度和尾气成分进行了分析,发现装预热器后尾气中一氧化碳和氧气浓度明显下降,并通过检测出口处成品料温度,发现在使用等量煤粉的情况下,成品料温度平均提升了4.73%,因此证明了加装热管式空气预热器有效的提升了拌合设备整体热效率。
【图文】：

余热利用,方式,助燃空气

图 1.1 余热利用方式图分析上图可以发现，各行各业中余热来源有很多种，分布温度也各有不同，就设备而言，其主要余热来自于干燥筒中所产生的高温烟气，结合上图来看，其气余热，用途可分为两类，其一，将烟气余热运用于气水热交换，通过水蒸气运用于发电、动力、生产用汽和采暖等方面，其二，将烟气余热运用于气气热交用于预热燃烧器中的助燃空气、发电或者动力[7]。但综合考虑沥青拌合设备烟级属于中低温能级，不适合用于其他设备的发电或者动力方面，但将烟气余热热助燃空气是可行的。分析路面沥青拌和设备燃烧器的工作过程可知，一般情况下通入沥青拌和设备的助燃空气都是直接利用鼓风机抽取的外界常温空气，因此在干燥筒中燃料的被用于加热这部分助燃空气，这就增加整个拌合设备的能源消耗，而助燃空气偏低也不利于燃料的充分燃烧。造成尾气中有害物质的提高，污染环境。因此热用于预热这些助燃空气，提升其进入燃烧器中的初始温度，从而提升整个拌

预热空气,煤粉,效率,煤粉燃烧

图 2.1 煤粉节约效率随预热空气温度变化图了空气消耗系数分别为 =1.1、1.2、1.3、1.4 时的关系，从图 1 中可以看出，空气过量系数和空大的影响，当空气过量系数和空气预热温度较高气系数 =1.4，2t =150℃时，其煤粉燃烧效率提升粉的排烟温度一般都不能低于烟气的露点温度 1的预热温度。我们以预热温度为 100℃为例，对图以知道在空过量气系数 =1.1，预热温度 t=100℃2％。当空气过量系数 =1.2 时，煤粉燃烧效率3 时，，煤粉燃烧效率提升了 4.7％，当空气过量 5.2％。对于排烟量在 5000m3左右，排烟温度为型沥青拌合设备而言，如果空气消耗系数为 1.4气温度预热到 100℃以上，其节约效率约在 5％左
【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U415.522

【参考文献】