Т. 327, № 9

Тестирование конструктивного исполнения технических решений по огневой утилизации жидких углеводородных отходов

Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки экологически чистых теплогенерирующих устройств для утилизации жидких техногенных отходов. Этот вид отходов содержит большое количество вредных веществ, наносящих вред окружающей среде даже при хранении на специально оборудованных полигонах. Масштабы проблемы очевидны, поскольку в передовых в данном отношении странах доля перерабатываемых отходов составляет не более 60 %, приводя к тому, что отходы скапливаются в огромном количестве. Цель работы: оптимизация конструктивной реализации технических решений для огневой утилизации жидких углеводородных отходов. Методы исследования. С применением программного комплекса «Ansys Multiphysics» произведено математическое моделирование фронта горения при различных условиях истечения, а также подробные измерения профилей давления, скорости реакции, температуры и концентрации компонентов в зоне горения. Результаты математического моделирования показали, что предложенное техническое решение обладает рядом особенностей: высокое аэродинамическое сопротивление пористого слоя обуславливает преобладание диффузионного горения; тепловая инерция при сжигании топлива в активной зоне затрудняет регулирование мощности, а также требует времени для прогрева устройства и перехода в автотермический режим; равномерное тепловыделение в камере сгорания делает возможным организацию полезного теплосъема с использованием тепловоспринимающей поверхности («рубашки охлаждения»); низкие температуры в реакторе являются фактором снижения выбросов оксидов азота и других вредных веществ при огневой утилизации жидких углеводородных отходов. При этом благодаря низкой теплопроводности частиц засыпки, формирующих активную зону с тепловой инерцией, происходит интенсивный теплообмен пористой среды с топливовоздушной смесью. Таким образом, выравнивается объемное распределение температуры, а реакционная зона заполняет большую часть камеры сгорания. Однако преобладание диффузионного горения требует больших избытков воздуха и длинных траекторий спутных течений топлива и окислителя для исключения недожога.

Ключевые слова:

жидкие углеводородные отходы, огневая утилизация, пористые слои, криптол, теплогенерирующие устройства на жидком топливе, электронный ресурс, труды учёных ТПУ,

Авторы:

Долгов Сергей Викторович

Хаустов Сергей Александрович

Табакаев Роман Борисович

Скачать PDF