熱解燃燒鏈條爐低no,x排放特性與爐膛結(jié)構(gòu)參數(shù)影響的數(shù)值模擬

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1、西北大學(xué)碩士學(xué)位論文熱解燃燒鏈條爐低NO<,x>排放特性與爐膛結(jié)構(gòu)參數(shù)影響的數(shù)值模擬姓名：賈靖華申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：化學(xué)工程指導(dǎo)教師：馬曉迅;許光文20090609摘要我國工業(yè)鍋爐有50多萬臺，主要采用層燃方式，且多為鏈條爐，普遍存在燃燒效率低、污染物排放量高等問題。其中，造成大氣污染重要來源之一的氮氧化物(Nox)的排放約占我國N仉排放總量的15％"--20％。因此，研發(fā)工業(yè)鍋爐低Nox燃燒技術(shù)對于減排燃煤NOx、保護(hù)大氣環(huán)境具有十分重要的現(xiàn)實意義。熱解燃燒鏈條爐是根據(jù)中國科學(xué)院過程工程研究所提出的層燃鏈條爐熱解燃燒技術(shù)原理設(shè)計出的新型層燃爐。與普通層燃鏈條爐相比，熱解燃

2、燒鏈條爐融合了燃料再燃技術(shù)可以有效抑制爐內(nèi)Nox的生成。其實現(xiàn)方式如下：將鏈條爐分解為前段熱解和部分氣化區(qū)以及后段半焦和可燃?xì)馊紵齾^(qū)。前段熱解氣化區(qū)產(chǎn)生的對Nox具有還原作用的可燃?xì)獗粚?dǎo)入后段燃燒爐堂后，形成了燃料再燃，可對鏈條爐排半焦燃燒生成的Nox起到很好的抑制效果，從而達(dá)到降低Nox排放的目的。本文采用流體力學(xué)軟件FLUENT，模擬揭示熱解燃燒鏈條爐降低NOx的排放特性，并考察爐膛結(jié)構(gòu)參數(shù)對降低NOx排放的影響，為熱解燃燒鏈條爐的開發(fā)設(shè)計提供理論指導(dǎo)。模擬過程中，選取后段燃燒爐膛作為計算物理模型，將前段流化床氣化產(chǎn)生的可燃?xì)夂喕癁榧淄?，采用添加元素N的乙烯．空氣混合物燃燒

3、模擬爐排半焦層燃燒及其生成的NO，建立了爐膛燃燒的數(shù)學(xué)模型及NO生成與還原模型。模擬結(jié)果表明，傳統(tǒng)燃燒時，爐膛出1：3NO濃度為178ppm。而在同等燃燒條件下，熱解燃燒鏈條爐由于在爐膛中形成一局部還原燃燒區(qū)，爐膛出口NO排放量降為152ppm，NO還原率為14．6％。這說明該技術(shù)相對于傳統(tǒng)燃燒，具有一定的Nox減排作用。對于熱解燃燒鏈條爐，計算結(jié)果表明，減小過量空氣系數(shù)、增大再燃比和減弱爐排前段風(fēng)室配風(fēng)量有利于提高出口NO還原率；增大前拱長度、減小前拱角度、增大前后拱間距會減弱NO減排效果，而后拱角度的改變對出口NO還原率沒有影響。關(guān)鍵詞：鏈條爐，再燃，熱解燃燒，Nox，數(shù)值

4、模擬AbstractInChina,theexistingproblemsofindustrialboilerswhichareaboutmorethan500thousandunitsandmainlyadoptthegrate—firedmanneraregenerallowcombustionefficiencyandhighemissionofpollutant．Amongthem,animportantsourcoofatmosphericpollutioncausedbynitrogenoxides(NOx)emissionaccountsforabout15％--

5、-。20％ofamountingtoNOxemissioninChinaTherefore，itisveryimportantinviewoftheenvironmentprotectionofChinatodevelopnewcombustiontechnologyofindustrialboilerforlOWNOxemission．Pyrolysis-combustionchaingrateboilerinventedbytheInstituteofProcessEngineering，'ChineseAcademyofSciences，isanew-stylestoke

6、rboiler．Incomparisonwithtraditionalchaingrateboiler,pyrolysis—combustionchaingrateboilercombinedwithfuelrebumingCanbeeffectivelysuppressedthegenerationofNOx．Thepyrolysis-combustionchaingrateboileriscomposedoftwosectionsincludingfrontsectionofpyrolysisandpartialgasification，andbacksectionofse

7、micokecombustion．Theflammablegasproducedbycoalpyrolysisandpartialgasificationinfrontsectioncanbeimportedintothebackfumace，whichformfuelrebumingwhichcanreduceNOxemissionfiomsemicokecombustiononthechaingrate．Inthispaper,fluiddynamicssoftwareFLUENTw鵲u