一維沉降爐內(nèi)的煤粉燃燒及NO生成特性的數(shù)值模擬研究.pdf

1、煤粉燃燒過程生成的NOX是一種有害于人體健康的氣體，而且會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，控制NOX的排放和研究低NOX煤粉燃燒理論及技術(shù)已成為煤粉燃燒領(lǐng)域的重要課題。
　　本文建立了煤粉燃燒和NO生成及還原的數(shù)學(xué)模型，并依據(jù)此模型對(duì)煤粉燃燒過程進(jìn)行數(shù)值模擬。模擬以一維沉降爐為研究對(duì)象，以Fluent6.2軟件為研究平臺(tái)，著重考察煙煤和貧煤在不同過量空氣系數(shù)下的燃燒和NO生成特性，并研究了兩種煤燃燒過程中顆粒特性的變化

2、>　　煤粉燃燒包括水分蒸發(fā)、揮發(fā)份熱解和燃燒燃燒及焦炭燃燒等階段的復(fù)雜反應(yīng)過程，針對(duì)煤粉的不同反應(yīng)過程，采用擴(kuò)散模型模擬計(jì)算水分蒸發(fā)過程，揮發(fā)份析出采用單步反應(yīng)模型，揮發(fā)份燃燒采用擴(kuò)散-動(dòng)力控制模型，焦炭燃燒采用多表面反應(yīng)模型。NO生成考慮了燃料中揮發(fā)份氮和焦炭氮的生成，燃料型NO采用De’Soete提出的以HCN和NH3為中間產(chǎn)物的總體反應(yīng)機(jī)理，焦炭氮采用了與NO的氧化、還原反應(yīng)機(jī)理。
　　選擇典型的京能煤粉燃燒工況對(duì)所建立的燃

3、燒模型進(jìn)行驗(yàn)證，主要將爐內(nèi)溫度場(chǎng)、主要組分濃度場(chǎng)和 NO組分濃度的模擬值與試驗(yàn)值進(jìn)行了比較，結(jié)果表明無論是燃燒模型還是NO轉(zhuǎn)化模型均能較為準(zhǔn)確的反映京能煤粉燃燒和還原NO過程。
　　之后研究了過量空氣系數(shù)的變化對(duì)燃燒溫度場(chǎng)，組分濃度場(chǎng)，NO排放濃度和顆粒燃盡程度的影響。研究表明：在燃料量一定時(shí)，過量空氣系數(shù)的增加導(dǎo)致燃料燃燒更完全，NO排放濃度增加，NO轉(zhuǎn)化率增加。在相同顆粒直徑下，過量空氣系數(shù)的增加，顆粒中可燃物轉(zhuǎn)化率增加。