基于RQL原理的富油裂解器設(shè)計(jì).pdf

1、目前，燃?xì)廨啓C(jī)應(yīng)用廣泛。但是隨著環(huán)境污染問題的日趨嚴(yán)重，燃?xì)廨啓C(jī)污染物排放與環(huán)保之間的矛盾愈加明顯，因此低排放燃燒也成為燃?xì)廨啓C(jī)燃燒技術(shù)的中心課題之一。RQL（Rich-burn/Quick-quench/Lean-burn）燃燒技術(shù)是諸多低排放燃燒技術(shù)中的佼佼者，但是其富油燃燒區(qū)存在冷卻難度大、燃燒不易組織等缺點(diǎn)。因此，針對(duì)以上問題，本文開展了以下幾個(gè)方面的研究工作：
　　（1）根據(jù) RQL燃燒技術(shù)的工作原理，改造其富油燃燒段，

2、設(shè)計(jì)總體當(dāng)量比在5以上的富油裂解器。模擬燃料選用正庚烷，利用正庚烷的吸熱裂解特性，一是控制核心高溫區(qū)的范圍，降低裂解器的總體溫度水平，二是大分子的正庚烷吸熱裂解成小分子的氣態(tài)混合物，易于二次燃燒的組織。
　　（2）為利用正庚烷的吸熱裂解特性，本文分析了正庚烷反應(yīng)過程中的低溫反應(yīng)過程、大分子裂解成小分子反應(yīng)過程以及高溫反應(yīng)過程，構(gòu)建框架機(jī)理，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建簡(jiǎn)化正庚烷反應(yīng)機(jī)理，應(yīng)用CHEMKIN-PRO軟件，將所構(gòu)建的簡(jiǎn)化機(jī)理與詳細(xì)正

3、庚烷反應(yīng)機(jī)理以及已知簡(jiǎn)化正庚烷機(jī)理對(duì)比分析，驗(yàn)證其在本文設(shè)計(jì)工況的模擬準(zhǔn)確性。最后在選定的模型里添加NOx反應(yīng)機(jī)理，構(gòu)建了本文所需要的正庚烷反應(yīng)機(jī)理。
　?。?）根據(jù)已知條件，應(yīng)用CHEMKIN-PRO軟件進(jìn)行一維設(shè)計(jì)，分析理想條件下影響裂解器內(nèi)正庚烷燃燒裂解的主要參數(shù)，確定裂解器的基本幾何尺寸；此后，設(shè)計(jì)多種裂解器方案，并利用Fluent軟件對(duì)這幾種結(jié)構(gòu)的燃燒性能進(jìn)行數(shù)值模擬。結(jié)果表明：方案一可以滿足基本的燃燒需要，但是增大進(jìn)油

4、量或者進(jìn)氣量，都會(huì)導(dǎo)致壁面及出口的溫度水平超出材料限制；方案二采用油氣分層燃燒的基本理念，采用核心油路富油燃燒，外層油路吸熱裂解的方式，可以很好的控制核心高溫區(qū)范圍，降低壁面溫度，主要缺點(diǎn)是進(jìn)氣量小，燃油處理能力較低；方案三仍然沿用分層供油的方式，采用單一空氣進(jìn)口，其進(jìn)氣量大，燃油處理能力高，但是進(jìn)氣壓力偏大。最后選定方案二為裂解器模型。
　?。?）采用CFD結(jié)合簡(jiǎn)化燃燒機(jī)理的方式，模擬二維裂解器模型的燃燒以及正庚烷的吸熱裂解情況