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ごみ燃焼およびCs挙動解析の概要や解析コード概要、解析フローなどについて掲載。
東京電力福島第一原子力発電所の事故により拡散した放射性セシウム(Cs)に 汚染された一般廃棄物は、都市ごみ焼却施設で焼却されています。 そこで、一般廃棄物の焼却によって発生する主灰と飛灰、焼却によって 揮発したCsの濃度や分布を解析しCsの主灰と飛灰への付着を評価する Cs挙動解析コードを開発しました。 当資料では「焼却炉内ごみ燃焼およびCs挙動解析コード」の 解析のフローや、CsCl粒子の凝集および主灰・飛灰への付着について、 図とともにご紹介しています。 【掲載内容(抜粋)】 ■焼却炉内ごみ燃焼およびCs挙動解析の概要 ■解析コードの概要と解析のフロー ■焼却炉内ごみ燃焼過程での気相の解析 ■ごみ燃焼解析で考慮する燃焼反応 ■焼却炉内ごみ燃焼過程での固相の解析 など ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
熱流体・粉体解析ソフト「R-FLOW」による流動層式焼却炉内汚泥燃焼解析
流動化媒体として砂を用いる流動層式焼却炉内の汚泥燃焼解析事例。 汚泥、砂ともにDEM（離散粒子モデル）を応用した独自開発の代表粒子（粗視化）モデルを用いて解析しています。 投入された汚泥は、砂とともに流動化します。 炉の底部からは空気が吹き込まれ、汚泥は流動化しながら、乾燥・熱分解・チャー燃焼の燃焼プロセスを経て、次第に小さな破片に分解されて行く要素が再現されています。 燃焼解析で対象とするガスは、酸素等の８成分のガスで、燃焼に伴う熱・化学種の発生・消滅を考慮して圧縮性ガスとして解析しています。
熱流体・粉体解析ソフト「R-FLOW」によるFCC装置内のガス・触媒粒子・液滴挙動の熱移動を伴う混相流解析
石油精製プロセスの流動接触分解（Fluid Catalytic Cracking）装置内のガス・触媒粒子・液滴挙動の混相流解析事例。 触媒粒子と液滴の挙動は、粉体解析の手法であるDEM（離散粒子モデル）を応用した独自開発の代表粒子（粗視化）モデルを用いて解析しています。 一方、ガスの熱を伴う流れは格子（メッシュ）を用いて解析しています。 液滴は高温の触媒粒子からガスを介して熱をもらうことにより蒸発し、同時に蒸発に伴ってＦＣＣ装置内で大量の水蒸気が発生する様子が再現されています。
熱流体・粉体解析ソフト「R-FLOW」によるファイナルドライブ（ファイナルギア）内の自由表面流解析
動力伝達装置の一つであるファイナルドライブ（ファイナルギア）内のオイル流れを粒子法（MPS法）を用いて解析した事例
熱流体・粉体解析ソフト「R-FLOW」による通気撹拌槽ガス吸収反応解析
細胞培養等に用いられる通気撹拌槽内の流動およびガス吸収反応の混相流解析事例。 解析では、流速に加えて、ガスホールドアップ、液中酸素濃度、液中二酸化炭素濃度、気泡中酸素濃度、気泡中二酸化炭素濃度を、気液間の物質移動を考慮して解いています。 また、細胞の呼吸による液中酸素の消費および二酸化炭素の生成を考慮している他、気泡の合一・分裂モデルを組み込んだ上で、気泡径分布についても解析しています。
熱流体・粉体解析ソフト「R-FLOW」によるトリクルベッド反応器内の混相流解析
石油精製・石油化学プロセスで用いられるトリクルベッド反応器の混相流解析事例。 トリクルベッド反応器内には触媒が充填されており、触媒の間を縫ってガスと液が流れていく様子が、格子法と粒子法（MPS法）の連成解析により再現されています。 液の流れは粒子法（MPS法）、ガスの流れは、格子（メッシュ）を用いて解析しています。
熱流体・粉体解析ソフトウェア「R-FLOW」を用いた切粉・切りくずのジェット水流による洗浄過程の混相流解析
金属金型内に残る金属切粉、切りくずがノズルから噴出するジェット水流により洗浄される過程を、粒子法（MPS法）とDEM（離散粒子法）の連成解析により再現しています。 水の流れは粒子法（MPS法）、切粉、切りくずは結合粒子を用いたDEM（離散粒子法）により解析しています。
熱流体・粉体解析ソフト「R-FLOW」によるスプレードライヤー内の粒子（液滴）乾燥解析
スプレードライヤー内の液滴（微粒子）が高温ガスと接触することにより乾燥してく過程を再現した混相流解析事例。 タンク上部より噴射された液滴の挙動、温度、蒸発率を、独自開発の代表粒子（粗子化）モデルを組み込んだDEM（離散粒子法モデル)を用いて解析しています。 粒子（液滴）は、乾燥が進むにつれて次第に小さくなり、タンク内で消滅するか、あるいは下端の出口より出ていきます。 一方、高温ガスはタンク上部より流入し、下端より流出します。 ガス中の水蒸気濃度についても解析しています。 図では、粒子を実際よりも拡大して表示しています。
熱流体・粉体解析ソフト「R-FLOW」によるストーカ式焼却炉内ごみ燃焼解析
ストーカー式焼却炉に投入されたごみの燃焼過程を再現した混相流解析事例。 ごみの挙動は、粉体解析の手法であるDEM（離散粒子モデル）を応用した独自開発の代表粒子（粗視化）モデルを用いて解析しています。 ごみ投入口から投入されたごみは、焼却炉内の火格子の上に乗って灰排出口方向へ移動していきます。 火格子の下からは一次空気、上からは二次空気が吹き込まれ、ごみが火格子上で移動する際に、乾燥・熱分解・チャー燃焼の燃焼プロセスを経て、次第に小さな破片に分解されて行く要素が再現されています。 燃焼解析で対象とするガスは、酸素等の８成分のガスで、燃焼に伴う熱・化学種の発生・消滅を考慮して圧縮性ガスとして解析しています。 ごみは付着力によって互いに結合する結合粒子として表現しており、ごみの燃焼の進行に伴って結合粒子間の付着力が次第に小さくなっていくような結合モデルを組み込むことにより、大きな塊であったごみが次第にばらばらになっていく過程を再現しています。
