基于蓄熱式換熱模型的乏風瓦斯逆流熱氧化裝置設計方法

鄧浩鑫,蕭 琦,肖云漢

(1.中國科學院大學,北京 100049;2.中國科學院先進能源動力重點實驗室(工程熱物理研究所),北京 100190;3.中國科學院能源動力研究中心,江蘇連云港 222069)

基于蓄熱式換熱模型的乏風瓦斯逆流熱氧化裝置設計方法

鄧浩鑫1,2,蕭 琦2,3,肖云漢2,3

(1.中國科學院大學,北京 100049;2.中國科學院先進能源動力重點實驗室(工程熱物理研究所),北京 100190;3.中國科學院能源動力研究中心,江蘇連云港 222069)

為現實乏風瓦斯逆流熱氧化裝置的快速參數設計,提出逆流熱氧化裝置的穩定運行判別條件。基于蓄熱式換熱模型的解,結合裝置整體的能量平衡,首先對氧化裝置的最低穩定運行甲烷體積分數進行了計算。結算結果表明:在低流速時,裝置的最低穩定運行甲烷體積分數主要由裝置的散熱決定,此時流速提高,裝置的最低穩定運行甲烷體積分數會降低;流速較高時,裝置的最低穩定運行甲烷體積分數主要由裝置的蓄熱性能決定,此時流速提高,裝置的最低穩定運行甲烷體積分數會升高。使用實驗獲得的最低穩定運行甲烷體積分數數據對模型計算結果進行驗證,實驗結果和模型的計算結果基本一致。進一步根據模型計算了乏風瓦斯逆流氧化裝置穩定運行的通風量范圍以及蓄熱體需求量。

蓄熱式換熱;乏風瓦斯;逆流熱氧化裝置

甲烷是一種重要的溫室氣體來源[1],以100 a計,單位質量甲烷的溫室效應是二氧化碳的21倍。煤礦乏風瓦斯是煤礦通風系統排出的主要成分,為空氣和甲烷的混合氣體,我國乏風瓦斯中甲烷的體積分數通常小于0.75%。……