脱硝流化床内流动特性及脱硝反应的模拟研究

发布时间：2023-10-29 09:56

　　流态化现象广泛存在于自然界中，并逐渐受到人们的关注，随着人们对流态化技术的研究，其良好的物料混合特性、高效的传热传质效率等优点得以充分体现。流化床技术在石油、化工、生物质燃烧、垃圾焚烧以及核燃料后处理等方面的应用得到迅速发展。随着计算机技术的发展，学者们开始着手从数值模拟方面对流化床技术进行研究，提出了双流体模型、离散颗粒模型、离散气泡模型以及格子Boltzmann模型等对多相流动进行模拟的数值模型。根据Geldart颗粒分类法以及颗粒与流化气速的关系，可知硝酸铀酰脱硝流化床为鼓泡流化床。流化气在上升过程中形成气泡，带动颗粒向上运动，实现流化床工质间的传热传质。 本文采用欧拉-欧拉双流体模型对气固流化床内颗粒相的运动进行了模拟研究。气体湍流采用标准k-模型进行处理，颗粒相控制方程组采用颗粒动理学理论进行封闭，在颗粒浓度超过0.5的区域加入颗粒间的摩擦模型，采用Huilin-Gidaspow曳力模型处理气固相间的动量交换。建立了反应模型，在连续性方程和动量方程中加入源项来表示气固相间因反应引起的质量和动量交换，加入组分输运方程来控制因反应引起的气相组分之间的质量变化，采用阿累尼乌斯反应速...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 流化床简介
        1.1.1 流态化机制
        1.1.2 颗粒类型
        1.1.3 最小流化速度
    1.2 核燃料后处理工艺
        1.2.1 流化床脱硝工艺
        1.2.2 流化床还原工艺
    1.3 流化床计算模型
        1.3.1 离散颗粒模型
        1.3.2 双流体模型
    1.4 本文主要内容
第2章 脱硝流化床计算数学模型
    2.1 引言
    2.2 气固两相流运动模型
        2.2.1 控制方程组
        2.2.2 边界条件
    2.3 硝酸铀酰脱硝流动及反应模型
        2.3.1 流动模型
        2.3.2 反应模型
    2.4 本章小结
第3章 流化床内气固两相流模拟
    3.1 模型验证
    3.2 流化床结构
    3.3 初始与边界条件
    3.4 计算结果及分析
        3.4.1 基本工况
        3.4.2 流化气速对颗粒运动的影响
        3.4.3 粒径对颗粒运动的影响
        3.4.4 弹性恢复系数对颗粒运动的影响
        3.4.5 壁面条件对颗粒运动的影响
    3.5 本章小结
第4章 流化床脱硝反应模拟
    4.1 引言
    4.2 计算结构及初始、边界条件
    4.3 计算结果与讨论
        4.3.1 热态化学反应
        4.3.2 基本工况
        4.3.3 反应物流量的影响
        4.3.4 流化气速的影响
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3857855