Seitliche Reaktandenzufuhr in großmaßstäblichen Wirbelschichtreaktoren – Modellierung am Beispiel der Sekundärlufteinblasung in Wirbelschichtfeuerungen
✍ Scribed by Dipl.-Ing. Thomas Knöbig; Prof. Dr.-Ing. Joachim Werther
- Publisher
- John Wiley and Sons
- Year
- 1999
- Tongue
- German
- Weight
- 494 KB
- Volume
- 71
- Category
- Article
- ISSN
- 0009-286X
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✦ Synopsis
Herkommliche Modelle von Reaktoren rnit Wirbelschicht gehen von einer eindimensionalen Betrachtungsweise des Reaktors aus [l, 21. Dabei werden StromungsgroBen und Konzentrationen der an den Reaktionen beteiligten Gaskomponenten als Funktionen der Hohe berechnet unter der Annahme, daR die Konzentrationen homogen uber den Reaktorquerschnitt verteilt sind. Bei industriellen Feuerungen rnit zirkulierender Wirbelschicht (ZWS), die sich durch relativ groRe Querschnitte im Vergleich zur Hohe der Brennkammer auszeichnen, ist diese Annahme nur als allererste Naherung gerechtfertigt. Messungen zeigen [3], daR vor allem die seitliche Einblasung der Sekundarluft eine starke Ungleichverteilung der Gaskonzentrationen uber dem Querschnitt der Brennkammer verursacht. Ursache fur die Ungleichverteilung sind die im Vergleich zur dominierenden vertikalen Konvektion lang-Sam ablaufenden horizontalen Verrnischungsvorgange. Die lokale Einspeisung von Reaktanden, wie Sekundarluft, Brennstoff und riickgefiihrte Bettasche, hat deshalb einen EinfluR auf die Verteilung der Gaskomponenten im Feuerungsraum. Um solche lokalen Effekte rnit in die Betrachtung einer Feuerung mit ZWS einzubeziehen, ist eine dreidimensionale Simulation der Brennkammer erforderlich, die Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist. 2 Modellbeschreibung Das Modell zur dreidimensionalen Simulation einer Brennkammer einer Feuerung mit ZWS gliedert sich im wesentlichen in drei Teilmodelle: Ein Konvektions/Diffusions-Modell rnit Reaktion formuliert Massenbilanzen an finiten Volumenelementen fur die betrachteten Stoffarten 0,, CO,, CO, H,O, NO, NH, und Koks. Dazu sind lokale Informationen uber Gas-und Feststoffgeschwindigkeiten und Feststoffvolumenkonzentrationen erforderlich, die von einem weiteren Teilrnodell zur Beschreibung der Stromungsstruktur bereitgestellt werden. Die Beschreibungen der Fluchtigenfreiset-* Vorgetragen von T. K N O B I G anlaRlich d e r internen Arbeitssitzung des Fachausschusses ,Energieverfahrenstechnik", 20./22. April 1998 in Wurzburg.