[发明专利]一种基于CFD的垃圾焚烧炉脱酸设备及方法

权利要求书

1.一种基于CFD的垃圾焚烧炉脱酸设备，其特征在于：包括焚烧炉、热交换装置、脱酸装置、CFD模拟单元和PLC控制单元；所述焚烧炉中产生的烟气进入所述热交换装置进行降温处理，降温后的烟气进入所述脱酸装置；所述CFD模拟单元建立物理模型与烟气状态模型，并根据焚烧炉中的入炉垃圾组分及垃圾负荷模拟预测出所述焚烧炉内任意位置烟气的酸性气体浓度，并输入至所述PLC控制单元，通过所述PLC控制单元控制所述脱酸装置喷射脱酸剂对烟气进行脱酸处理；

所述CFD模拟单元通过建立以下公式进行模拟计算：

其中，ρ为烟气密度(kg/m³)；t为时间(s)；u_i为i方向的速度矢量(m/s)；x_i、x_j为坐标位置(m)；p为压强(pa)；μ为粘性系数(pa·s)；μ_t为湍动粘度；C_1ε、C_2ε、C_3ε和σ_k均为常数；G_k为湍动能k的产生项，由层流速度梯度而产生；G_b为由浮力产生的湍流动能；S_k、S_ε为广义源项分量；k的物理意义为湍流脉动动能(单位/焦耳J)，ε的物理意义为湍流脉动动能的耗散率(％)；Y_i为角通量，是速率、角度、空间和时间的函数，J_i为物质i的扩散通量，S_i为广义源项；Ri为化学反应的净产生速度。

2.根据权利要求1所述的基于CFD的垃圾焚烧炉脱酸设备，其特征在于：所述脱酸装置包括反应器筒体和雾化器；所述反应器筒体与所述热交换装置连接，所述焚烧炉的烟气从所述反应器筒体的顶部进入，并从所述反应器筒体的底部流出；所述脱酸雾化器设置在所述反应器筒体顶部喷射出雾化的脱酸剂；所述PLC控制单元控制所述雾化器喷射出雾化的脱酸剂的喷射量。

3.根据权利要求2所述的基于CFD的垃圾焚烧炉脱酸设备，其特征在于：所述脱酸装置包括水喷射器，所述水喷射器设置在所述热交换装置与所述反应器筒体之间的烟道中；所述CFD模拟单元根据焚烧炉中的入炉垃圾组分及垃圾负荷模拟计算出进入所述反应器筒体的烟气的温度，并输入至所述PLC控制单元，通过所述PLC控制单元控制所述水喷射器的水喷射量，对通过所述热交换装置进入所述反应器筒体之前的烟气进行水喷射降温处理。

4.根据权利要求3所述的基于CFD的垃圾焚烧炉脱酸设备，其特征在于：所述脱酸装置还包括设置在其反应器筒体顶部的挡流板，所述CFD模拟单元根据焚烧炉中的入炉垃圾组分及垃圾负荷模拟计算出进入所述反应器筒体的烟气的流速和酸度，并输入至所述PLC控制单元，通过所述PLC控制单元控制所述挡流板的开度，对通过所述热交换装置进入脱酸装置的烟气进行流速控制处理。

5.根据权利要求4所述的基于CFD的垃圾焚烧炉脱酸设备，其特征在于：所述脱酸装置还包括脱酸喷射器，所述CFD模拟单元根据焚烧炉中的入炉垃圾组分及垃圾负荷模拟计算出进入所述反应器筒体的烟气的酸性气体浓度，并输入至所述PLC控制单元，通过所述PLC控制单元控制所述脱酸喷射器的喷射量，对从所述反应器筒体流出的烟气进行二次脱酸处理。

6.根据权利要求5所述的基于CFD的垃圾焚烧炉脱酸设备，其特征在于：还包括除杂装置，所述除杂装置对经过所述脱酸装置脱酸处理后的烟气进行除杂处理。