Modelowanie matematyczne spalania niskokalorycznych gazów technologicznych

• Autorzy: Milejski A. , Rusinowicz H

Warianty tytułu

EN

Mathematical modeling of the low calorific process gases combustion

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W wyniku procesów zachodzących w piecach technologicznych powstają zapylone gazy o temperaturze często przekraczającej 1000?C. Zawierają one składniki palne, głównie tlenek węgla. Przykładami takich gazów są m.in. gazy pochodzące z pieca szybowego, anodowego lub elektrycznego w hutnictwie miedzi. Utylizacja gazów technologicznych odbywa się poprzez ich dopalenie, schłodzenie i odpylenie. Dopalanie odbywa się najczęściej w komorze dopalania lub w kanale przed kotłami odzyskowymi. Po dopaleniu gazy schładzane są w chłodnicach wodnych i/lub atmosferycznych. Odpylanie odbywa się w elektrofiltrach, filtrach workowych lub cyklonach. Zwiększenie efektywności procesu utylizacji ga-zów ma duże znaczenie dla zmniejszenia energochłonności procesów technologicznych. Wymaga określenia optymalnych parametrów dopalania i schładzania. Niewłaściwie dobrane parametry procesu dopalania mogą prowadzić do niedopalenia tlenku węgla. Nadmierna ilość powietrza zwiększa ilość gazów oraz moc napędową wentylatorów wyciągowych. W artykule przedstawiono metodę modelowania matematycznego dopalania gazów na przykładzie gazów technologicznych z pieca elektrycznego w hucie miedzi. Opracowano model matematyczny komory dopalania przy wykorzystaniu pakietu oprogra-mowania CFD Fluent. Pakiet ten umożliwia symulowanie i prognozowanie zjawisk fizykochemicznych występujących w przepływie płynów. Przedstawiono przykładowe wyniki uzyskanych rezultatów.

EN

Dusty gases, which temperature exceed 1000°C, are often a result of processes occurring in the technological furnaces. They contain combustible components, mainly carbon monoxide. Gases from the shaft, anode or electric furnace in copper metallurgy are examples of such products. Process gases require afterburning, cooling and dust re-moval in order to dispose them. The afterburning process takes place in the afterburning chamber or in the channel from waste heat boilers. Then gases are cooled in water and/or atmospheric coolers. Dedusting takes place in electros-tatic precipitator, bag filters or cyclones. The efficiency improvement of disposal process is very important to reduce the energy consumption of technological processes. However, it requires the determination of optimal parameters for afterburning and cooling. Inappropriate afterburning parameters may lead to incomplete combustion. The excess of air increases the amount of gases and power of exhaust fans. The paper presents the method and results of the mathematical modeling of afterburning process of gases from electric furnace in copper smelter. The mathematical model of the afterburning chamber was created using Fluent CFD package. This software allows to simulate physical and chemical phenomena in fluid mechanics.

Słowa kluczowe

PL

gazy technologiczne; komora dopalania; modelowanie matematyczne; optymalizacja

EN

process gases; afterburning chamber; mathematical modeling; optimization

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2010
• Tom: nr 3
• Strony: 68--73
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Milejski A.

autor

Rusinowicz H

• Politechnika Śląska w Gliwicach

Bibliografia

• [1] Chung T. J.: Computational Fluid Dynamics. Cambridge University Press, Cambridge 2002.
• [2] Fluent 6.2 Documentation. February 2005.
• [3] Gambit 2.1 Documentation. June 2003.
• [4] Jamborski J.: Identyfikacja procesu nagrzewania wymurówki pieca anodowego. Praca doktorska. Gliwice 2007.
• [5] Modest M. F.: Radiative Heat Transfer. McGraw-Hill, Inc., Hightstown, NJ 1993.
• [6] Piestrzyński A. (red.): Monografia KGHM Polska Miedź S.A., Lubin 1996.
• [7] Praca zbiorowa: Przemysłowa energia odpadowa: zasady wykorzystania, urządzenia. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1993.
• [8] Versteeg H. K., Malalasekera W.: An Introduction to Computational Fluid Dynamics: The Finite Volume Method. Pearson Education Limited, Harlow 2007.
• [9] Wacławiak K., Kalisz S.: Modelowanie tworzenia osadów sypkich na rurach przegrzewaczy kotłów energetycz-nych. Rynek Energii 2009, nr 6.
• [10] Wilcox D. V.: Turbulence Modeling for CFD. DCW Industries, La Canada, California 2006.