[发明专利]一种外热式回转窑污泥热解系统的传热模型计算方法

说明书

本发明公开了一种外热式回转窑污泥热解系统的传热模型计算方法，包含以下步骤：S1、计算烟气通道内的对流换热系数h₁；S2、计算烟气通道内的辐射传热系数h₂；S3、计算回转窑内壁面的污泥颗粒上表面的对流换热系数h₃和辐射传热系数h₄；S4、计算回转窑内壁与污泥颗粒之间的辐射传热系数h₅；S5、计算回转窑内壁面污泥颗粒下表面的导热系数h₆；S6、计算外热式回转窑污泥热解系统的传热量ΔQ。本发明切实可行的提出了一种外热式回转窑污泥热解系统的传热模型计算方法，对外热式回转窑应用于污泥热解的设计改造、燃料利用率均有重要意义。

技术领域

本发明涉及回转窑技术领域，具体涉及一种外热式回转窑污泥热解系统的传热模型计算方法。

背景技术

回转窑是一种广泛应用于食品、建材、冶金、化工、环保等行业，对固体物料进行机械、物理或化学处理的回转圆筒类热工设备。根据对窑内物料加热方式的不同，回转窑可分外热式和内热式。

目前，外热式回转窑正在诸如食品干燥等加工环节、催化剂焙烧等工业生产以及固体废物和塑料的热解处理中获得越来越广泛的应用。市政污泥作为城市的主要生活垃圾之一，利用外热式回转窑进行热解的工艺也开始投入实际生产。

但是，现有技术中在利用外热式回转窑进行污泥热解的运行过程中，回转窑内部存在着热效率较低的缺陷，导致污泥热解所需燃料量较高且污泥热解不充分等问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述不足，有必要针对上述外热式回转窑内污泥热解进行传热量计算，提供一种外热式回转窑污泥热解系统的传热模型计算方法，利用此计算方法分析污泥颗粒在外热式回转窑内进行热解的热量传递影响因素及变化规律，对外热式回转窑应用于污泥热解的设计改造、燃料利用率均有重要意义。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种外热式回转窑污泥热解系统的传热模型计算方法，所述的外热式回转窑污泥热解系统由双通道组成，其中，外通道为环形烟气通道，作为热源；内通道为圆柱形污泥通道，作为热解对象，整个热解系统的传热过程分解为：窑外换热、窑壁换热和窑内换热，所述的传热模型计算方法包括以下步骤，

S1、计算烟气通道内的对流换热系数h₁；

S2、计算烟气通道内的辐射传热系数h₂；

S3、计算回转窑内壁面的污泥颗粒上表面的对流换热系数h₃和辐射传热系数h₄；

S4、计算回转窑内壁与污泥颗粒之间的辐射传热系数h₅；

S5、计算回转窑内壁面污泥颗粒下表面的导热系数h₆；

S6、计算外热式回转窑污泥热解系统的传热量ΔQ。

进一步地，所述的烟气通道内的对流换热系数h₁的计算公式如下，

h₁＝d/Nu₁λ_g (1)

式中，d为当量直径，λ_g为烟气通道内换热系数，Nu₁为烟气通道内烟气的努塞尔数，其值由下式计算，

Nu₁＝0.023Re^0.8Pr^0.3 (2)

式中，Re为雷诺数，Pr为普朗特数。

进一步地，所述的烟气通道内热辐射的传热系数h₂的计算公式如下，