水泥回轉窯四通道燃燒器NOx生成與控制的數(shù)值模擬.pdf

1、氮氧化物是大氣污染的主要污染源之一，且回轉窯是水泥工業(yè)Nox主要產(chǎn)生源頭。隨著我國不斷提高水泥工業(yè)Nox排放標準，開發(fā)水泥窯低Nox燃燒器已成為必然趨勢。為了提高燃燒器的性能，降低污染物的排放，某設計院開發(fā)了新型四通道燃燒器，但在實際應用過程中存在Nox排放過高等問題。由于測量手段的限制，通過數(shù)值模擬解決燃燒器實際運行過程中存在的問題具有重要的意義。本文主要研究水泥窯內(nèi)氮氧化物的生成及控制，試圖通過改變?nèi)紵鞯牟僮鲄?shù)尋求控制Nox的方

2、法。
　　 本文首先對水泥回轉窯內(nèi)煤粉燃燒的數(shù)學模型進行了歸納、總結和比較。重點介紹了各數(shù)學模型的原理，比較了動力學/擴散控制模型與CBK模型、雙平行模型與CPD模型的之間的精度和計算量，建立一套較為完善的描述水泥回轉窯內(nèi)Nox生成物理數(shù)學模型。數(shù)值模擬結果顯示，本文優(yōu)選的的數(shù)學模型適合水泥回轉窯內(nèi)煤粉燃燒的數(shù)值模擬。
　　 其次，本文借助商業(yè)FLUENT軟件對設計工況下燃燒器的燃燒性能進行了數(shù)值模擬研究。詳細分析了窯內(nèi)

3、的速度場以及內(nèi)外回流區(qū)的分布，數(shù)值模擬結果能較準確的表現(xiàn)出燃燒器的內(nèi)部流動的規(guī)律，達到了解燃燒氣相流場的目的。另外，本文重點討論了窯內(nèi)的溫度場、重要組分和Nox的濃度分布。結果顯示，窯內(nèi)溫度分布和高溫區(qū)位置與現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)相符。定性上分析，氧氣等重要組分及Nox的濃度分布趨勢正確，為燃燒器的研發(fā)提供了理論支持。
　　 最后，本文通過改變軸流風速和旋流風速等操作參數(shù)來研究窯內(nèi)熱態(tài)流場及Nox生成的影響。數(shù)值模擬結果顯示，隨著軸流風速