Simulation von Festbettreaktoren zur technischen Verbrennung mit der Euler/Euler-Methode

Abstract

Die Arbeit enthält eine umfassende Darstellung des Modells zur Vorhersage der Verbrennungsvorgänge von Biomasse bzw. Abfall in Festbettreaktoren. Es wird gezeigt, wie sich solche heterogenen Festbrennstoffe charakterisieren lassen. Neben der Beschreibung von Strömungs, und Strahlungsvorgängen sowie homogenen Reaktionen in der Gasphase wird eine detaillierte Modellierung der Bewegungs,, Wärmeübergangs, und Verbrennungsvorgänge innerhalb der Feststoffphase vorgenommen. Das Euler/Euler,Mehrphasenmodell basiert auf Grundlagen der Theorie granularer Medien. Es ist integraler Bestandteil des 3D,CFD Programms AIOLOS und kann direkt bei der Planung und Optimierung von Rostfeuerungsanlagen eingesetzt werden. Die Vorhersagen werden an Versuchsanlagen und Anlagen im großtechnischen Maßstab bewertet.

A modern grate-firing system for incineration of solid fuel is a combined process of the solid-fuel bed travelling slowly down the grate and a reacting gas-phase passing through this layer. The work focuses on the main problems that have to be solved during mathematical modelling, mainly the problem of the moving behaviour of the solid-fuel bed and its heterogeneous combustion behaviour. The algorithmic part and the model description of the physical processes attracts the attention of developers of 3D-furnace models. The author spent much time examining these problems in praxis at numerous plants around Germany and show examples for plants with different scales.