بررسی عددی تأثیر محتوای رطوبت، قطر ذره و دبی جرمی سوخت بر احتراق سوخت جامد مشتق شده از لجن نفتی پالایشگاهی

Abstract

چکیده: سالانه مقدار زیادی لجن نفتی حین بهره برداری و فعالیت‌های فرآیندی بر روی نفت خام تولید می‌شود. سوزاندن لجن ‌نفتی در راستای بازیافت انرژی موجود در آن و همچنین به‌عنوان راهکاری جهت مدیریت این پسماند خطرناک می‌تواند مورد توجه قرار گیرد. در تحقیق حاضر، شبیه‌سازی عددی احتراق سوخت جامد مشتق شده از لجن نفتی پالایشگاهی در یک کوره‌ی دو بعدی دارای تقارن محوری انجام شده است. بررسی تاثیر قطر ذرات سوخت بر فرایند احتراق نشان داد با افزایش قطر ذرات از m 5-10×5 تا m 4-10×6، مقدار بیشینه‌ی دما حدود 14 درصد کاهش می‌یابد و مکان بیشینه‌ی دما نیز cm 40 از ورودی کوره دورتر می‌شود. به منظور بررسی اثر میزان آب‌گیری از لجن نفتی پالایشگاهی بر خواص احتراقی سوخت، مطالعه‌ای بر روی اثر میزان محتوای رطوبت سوخت انجام گرفت. نتایج حاضر نشان داد افزایش 30 درصدی جرم رطوبت در آنالیز تقریبی سوخت، مقدار بیشینه‌ی دما را در حدود 11 درصد کاهش می‌دهد. همچنین، تاثیر میزان دبی جرمی سوخت ورودی در بازهgr/s 15/0 تا gr/s 29/0 بررسی شد. در بازه مورد بررسی کاهش دبی سوخت تأثیر قابل توجهی بر بیشینه‌ی دمای گازهای احتراق نداشته، در حالی که میزان انتشار گازهای CO2 و CO به نحو مطلوبی کاهش می‌یابد. در نهایت نتایج حاصل از احتراق سوخت جامد مشتق شده از لجن نفتی نشان داد با انجام آماده‌ سازی سوخت نظیر کاهش رطوبت و استفاده از ذرات با قطر کوچک‌تر می‌توان نتایج قابل قبولی به‌دست آورد و از ارزش حرارتی لجن نفتی به نحو مطلوبی استفاده کرد.