随着危险废弃物的处置压力越来越大,水泥窑由于其自身的优势在协同处置危险废弃物方面发挥着越来越重要的作用。对于处置系统,温度场分布是一项重要参数。本课题基于串路和旁路两种处置路线,根据物料平衡和能量平衡原理,采用数值模拟手段解析了全氧和空气助燃气氛下协同处置系统的温度场分布规律,并对其热力学效率进行了评价。首先,对系统进行了模型的建立、计算策略的选取和计算参数的设定。然后,围绕串路和旁路协同处置系统的温度分布的主要影响因素进行了计算和分析。最后,为旁路和串路系统在空气和全氧助燃气氛下分别选取了一组比较参数之后,对热效率和?效率进行了计算。从冷却机子系统方面进行分析后,发现:对于目前水泥窑协同处置危废系统,全氧助燃气氛下的二次风和三次风不能简单按照理论助燃需要的量来设计,需要提供富足量;当二次风和三次风以外的因素保持恒定时,提高通过冷却机的气体量,即增大二次风和三次风的量,会使整个处置系统各部位气体温度降低。比如,过冷却机气体量从2.05 kg/(kg?cl)提高到2.13 kg/(kg?cl)时,回转窑出口气体温度由1515℃降低到1318℃。从助燃气氛和系统流程方面进行分析后,发现:当整个处置系统在两种助燃气氛下的的气体量相当或者近似相当时,全氧和空气两种助燃气氛下的系统温度场分布相差不大,尤其是在在C1、C2预热器出口及分解炉出口处,基本一致;在助燃气氛相同时,旁路和串路两种危废处置系统的温度分布仅在危废处置炉出口温度相差比较大,比如,在本文算例中,旁路和串路处置系统的危废处置炉出口的气体温度分别为1417.7℃和963.3℃,经分析,是由两种系统中物料走向差异导致的,这一差异还表明在温度控制和减轻回转窑热负荷方面,串路系统比旁路系统更加优越。在围绕危废、煤粉、旋风预热器分离效率、碳酸盐分解率分布和设备表面散热等因素对系统的温度分布的影响进行了分析后,发现:当冷却机系统热量收支情况保持恒定时,随着危险废弃物和煤粉的热值不断增高、处置量或用量不断增大、危废含水量的逐渐降低,预热器、处置炉、分解炉和回转窑等部位的温度将不断增大,二三次风的温度不断降低;随着旋风预热器分离效率的不断增加,预热器、处置炉、分解炉和回转窑等部位的温度会逐渐增加,二三次风温度不受影响;当使某部位碳酸盐净分解率增加并且以气体流向为基准使得该部位的下游部位的净分解率降低时,该部位温度逐渐下降其他部位温度不受影响,二三次风温度不受影响;随着设备表面散热的不断增加,整个处置系统温度都会不断降低。在对系统的热效率和?效率进行了计算后,发现:当助燃气氛相同时,串路和旁路两种类型的处置系统的热力学效率比较接近;当处置系统类型相同时,使用全氧作为助燃气氛时系统的热力学效率与使用空气作为助燃气氛时比较接近;若将使用全氧作为助燃气氛的处置系统类型改设为循环处置系统,则系统的热力学效率将会有显著提高。