重金屬元素在電廠鍋爐爐膛中燃燒及轉(zhuǎn)化的數(shù)值模擬.pdf

1、煤燃燒過(guò)程中會(huì)釋放出大量重金屬污染物，其中汞污染的危害性很大，尤其引起人們的重視。美國(guó)EPA在2005年頒布了《燃煤電廠汞排放標(biāo)準(zhǔn)》，進(jìn)一步規(guī)范了電廠汞排放情況。但是目前為止，國(guó)內(nèi)外有關(guān)燃煤過(guò)程中汞的釋放形態(tài)及賦存方式的轉(zhuǎn)化和控制方法的研究還處于探索階段，因此，研究汞形態(tài)的轉(zhuǎn)化規(guī)律和合理控制汞排放的方法，對(duì)于提高燃燒質(zhì)量，減輕汞對(duì)環(huán)境的污染都有重大意義。
　　本文以一臺(tái)600MW旋流對(duì)沖煤粉燃燒鍋爐和尾部煙道作為研究對(duì)象進(jìn)行數(shù)值模

2、擬研究，使用FLUENT軟件中非預(yù)混燃燒模型和PDF模型進(jìn)行數(shù)值模擬，得到爐膛及后部煙道內(nèi)的溫度場(chǎng)，濃度場(chǎng)，與實(shí)際鍋爐燃燒情況大致一致；運(yùn)用Sliger等總結(jié)的汞氧化機(jī)理，將模擬煙氣成分及工況參數(shù)輸入CHEMKIN中，模擬在煙氣降溫過(guò)程中汞的賦存形態(tài)及反應(yīng)轉(zhuǎn)化情況，結(jié)果表明Hg0的轉(zhuǎn)化可分為兩個(gè)過(guò)程：首先Hg0與Cl原子反應(yīng)生成中間產(chǎn)物HgCl；接著HgCl與HCl反應(yīng)轉(zhuǎn)化成HgCl2。在FLUENT模擬計(jì)算的基礎(chǔ)上，將CHEMKIN中

3、詳細(xì)的汞的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理導(dǎo)入到FLUENT中。以實(shí)際全尺寸鍋爐及其尾部煙道作為研究對(duì)象，采用渦耗散概念模型（EDC）探討在溫度和復(fù)雜組分的共同影響下，計(jì)算得出汞的形態(tài)轉(zhuǎn)化以及不同Hg形態(tài)在爐內(nèi)的空間分布在實(shí)際三維爐膛及煙道內(nèi)的濃度分布。并且從模型原理和特點(diǎn)出發(fā)，分析汞的主要氧化途徑。結(jié)果表明在燃煤煙氣高溫區(qū)，爐膛中汞的主要賦存形式為單質(zhì)態(tài)即Hg0；汞的氧化反應(yīng)主要發(fā)生在溫度范圍約為1200-700K的下行對(duì)流煙道區(qū)域。HgCl和Hg