شبیه سازی عددی اثر مقدار گوگرد موجود در ذرات کنسانتره بر دمای شعله و تولید آلاینده های کوره فلش ذوب مس

در این مطالعه شبیه سازی عددی کوره فلش ذوب مس، با هدف بررسی آلاینده های حاصل از احتراق کنسانتره های سولفیدی و سوخت کمکی انجام شد. این شبیه سازی با استفاده از روش اویلری برای فاز پیوسته جریان و روش لاگرانژی برای فاز گسسته ذرات صورت گرفته است. برای مدل سازی جریان احتراقی و اعمال اثرات آشفتگی بر نرخ واکنش های شیمیایی از ترکیب مدل های تابع توزیع چگالی احتمال (pdf) و k-ε، RNG استفاده شده است. با توجه به شرایط ترمودینامیکی کوره ذوب فلش، احتراق گوگرد موجود در ذرات کنسانتره به صورت انفجاری و با تشعشع زیاد صورت می گیرد. محاسبه اثرات انتقال حرارت تابشی با استفاده از مدل تشعشع مختصات گسسته (DOM) انجام شده است. نتایج شبیه سازی عددی نشان می دهد در شرایط احتراقی با هوای اضافی و در دماهای نسبتا بالا (>1273K) مقدار قابل توجهی از گوگرد به گاز SO2 تبدیل و در نقاط سردتر بخشی از گاز SO2 به SO3تبدیل می شود. در مناطقی از کوره که با کمبود اکسیژن همراه است، کسر جرمی گاز SO و نیز مقدار گوگرد نسوخته افزایش پیدا می کند. نتایج همچنین نشان می دهد با افزایش مقدار گوگرد موجود در ذرات کنسانتره به علت افزایش شدت تابش، بیشینه دمای کوره کاهش و کمینه دمای آن افزایش می یابد و درنتیجه توزیع دمای کوره یکنواخت تر می شود. این رفتار اثر زیادی بر کاهش انتشار آلاینده NOx دارد.