本文關(guān)鍵詞：煤粉無焰燃燒的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值模擬　出處：《浙江大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：我國的一次能源結(jié)構(gòu)以煤為主,煤燃燒在提供必要的熱能與電能的同時(shí),也帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染,燃煤過程中釋放的NOX已成為我國最主要的污染物之一。與傳統(tǒng)燃燒方式相比,無焰燃燒技術(shù)因其具有高效爐膛輻射換熱、溫度場(chǎng)分布均勻、低CO及NOX排放、噪音小等優(yōu)勢(shì)而得到廣泛關(guān)注,國際燃燒學(xué)會(huì)已將其定義為一種新型燃燒方式。但目前針對(duì)該技術(shù)中煤粉燃燒的研究較少。本文通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方式研究了煤粉無焰燃燒的燃燒特性和排放特性,從而對(duì)無焰燃燒的理論和應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展提供基礎(chǔ)指導(dǎo)。 論文首先選取了大同煙煤、伊敏褐煤和新疆賽爾煤三種不同的煤質(zhì)作為研究對(duì)象,在自行搭建的水平管式爐實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,開展了較高溫度以及低氧條件下煤粉燃燒的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),研究了助燃?xì)夥�、管式爐溫度、氧氣體積分?jǐn)?shù)和氣體流量對(duì)燃燒特性和污染物排放特性的影響。研究發(fā)現(xiàn),對(duì)比O2/N2和O2/Ar氣氛,煤粉在O2/CO2氣氛下燃燒的NO峰值濃度為其他兩種氣氛的一半,大量CO的存在降低了NO排放。燃燒爐溫度的升高對(duì)NO的釋放有促進(jìn)作用,但溫度達(dá)到1300-1350K后,NO的總排放量反而降低。當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)低于10%時(shí),NO釋放量較低,當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)從10%變化至21%,NO釋放量快速增長(zhǎng)。含氮量、固定碳與揮發(fā)分的比例以及揮發(fā)分含量均為影響N轉(zhuǎn)化的重要因素。 同時(shí),本文在查閱并總結(jié)其他以煤粉、鋸木粉、天然氣為燃料的無焰燃燒爐設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,以大同煙煤為研究對(duì)象,對(duì)煤粉無焰燃燒爐進(jìn)行初步的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并進(jìn)行驗(yàn)證。最后,本文利用數(shù)值模擬的方法對(duì)所設(shè)計(jì)的煤粉無焰燃燒爐進(jìn)行模擬,研究了助燃?xì)夥铡㈩A(yù)熱溫度、氧氣體積分?jǐn)?shù)和射流速度等參數(shù)對(duì)煤粉無焰燃燒的影響。模擬結(jié)果表明,O2/CO2氣氛更利于低NOX的排放和溫度場(chǎng)的均勻性；助燃?xì)夥疹A(yù)熱溫度越高,卷吸越強(qiáng),溫度分布越均勻,但NOX排放隨之升高；較低的氧氣體積分?jǐn)?shù)有利于提高溫度場(chǎng)均勻性、加強(qiáng)煙氣卷吸率,同時(shí)也降低NOX排放；射流速度的能最大程度提高卷吸率,但速度過高會(huì)導(dǎo)致煤粉燃燒不充分。相似爐型的常規(guī)燃燒NOX排放為75.45mg/MJ,而本燃燒爐的NOX排放最低能達(dá)到27.33mg/MJ。總體來說,在無焰燃燒方式下,爐膛的峰值溫度較低,溫度分布均勻,煙氣卷吸強(qiáng)度大,NOx、CO的排放非常低。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK16

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本文編號(hào)：1326119