低熱值預(yù)混氣在往復(fù)式多孔介質(zhì)中燃燒實驗研究.pdf

1、低熱值氣體是指發(fā)熱量小于6.28MJ/m3的氣體燃料，由于熱值低、成分復(fù)雜，難以被處理而直接排放。這些低熱值氣體中含有甲烷，甲烷的溫室效益是二氧化碳的21倍，將甲烷高效轉(zhuǎn)化為二氧化碳將產(chǎn)生巨大的環(huán)境和經(jīng)濟效益。本文利用燃燒段與蓄熱段分離往復(fù)多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)處理此類低熱值氣體，并研究拓展系統(tǒng)燃燒極限、增大系統(tǒng)處理低熱值氣范圍的方法。低熱值氣體是由可燃成分和不參與燃燒的惰性成分組成的無氧混合氣，本文將利用氮氣稀釋天然氣模擬低熱值氣體，并研究

2、此類氣體在往復(fù)多孔介質(zhì)燃燒器中的燃燒和污染物排放特性。本文研究工作主要包括兩個部分：
　　 第一部分，低熱值氣體在往復(fù)多孔介質(zhì)燃燒器中燃燒極限拓展實驗研究。主要考察蓄熱段對系統(tǒng)溫度波動和分布特性的影響，系統(tǒng)由穩(wěn)定燃燒過渡到過濾燃燒軸向溫度分布的變化特性，以及系統(tǒng)燃燒極限特性。結(jié)果表明，蓄熱段能顯著的降低系統(tǒng)溫度波動，提高系統(tǒng)燃燒溫度和燃燒效率；當量比降低使得軸向溫度分布形狀從“馬鞍形”、“梯形”、“橢圓形”，變化到系統(tǒng)達到燃燒極

3、限時形成的“三角形”分布；在實驗研究范圍內(nèi)，半周期縮短，熱負荷降低、截面流速增大，系統(tǒng)燃燒極限先降低后升高，蓄熱段蓄熱能力增大能較小幅降低系統(tǒng)燃燒極限。系統(tǒng)貧燃極限為當量比0.07，混合氣熱值264kJ/m3。
　　 第二部分，無氧低熱值氣體往復(fù)多孔介質(zhì)燃燒實驗研究。主要考察混合燃氣(指天然氣與氮氣混合氣)熱值、氧含量和空氣當量比對燃燒特性和污染物排放特性的影響，并與單向多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)相對比，分析往復(fù)多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)的優(yōu)勢。研

4、究結(jié)果表明：混合燃氣熱值降低，高溫段長度縮短，平均溫度和燃燒溫度升高；氧含量、空氣當量比降低，燃燒溫度先升高后降低，排煙溫度降低，且不同空氣當量比使最大燃燒溫度對應(yīng)的氧含量不同，空氣當量比越高對應(yīng)氧含量越低；相比單向燃燒系統(tǒng)，往復(fù)式燃燒系統(tǒng)T/Tad=1對應(yīng)空氣當量比低于單向多孔介質(zhì)燃燒系統(tǒng)，T/Tad隨空氣當量比變化的變化趨勢大于單向系統(tǒng)，且NOx和CO排放濃度都要低于單向燃燒系統(tǒng)，更加適合低熱值混合氣燃燒。燃燒效率主要由天然氣與氧氣