本文關鍵詞：燃氣加熱爐高溫煙氣回流摻氧燃燒數(shù)值模擬

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【摘要】：合理的利用鋼鐵企業(yè)生產流程中產生的副產煤氣,高效有序地組織與控制燃料過程,對能源與環(huán)境危機可以起到有效地緩解作用,對發(fā)展綠色經濟有深遠影響。本文以富氧燃燒技術與高溫煙氣摻氧循環(huán)燃燒技術為思想,采用計算機數(shù)值模擬的方法,運用流體計算軟件Fluent對某鋼鐵企業(yè)熱態(tài)實驗室中脈沖試驗爐所建立的燃燒模型進行三維數(shù)值模擬。本論文分別對富氧量以及煙氣回流量對試驗爐內溫度分布、爐內流場變化、煙氣排放以及污染物NO_x生成的影響及變化規(guī)律進行分析與對比,得出了如下結論:(1)富氧空氣助燃時,爐內出現(xiàn)局部高溫區(qū)域,爐內各處溫度均隨氧濃度的增加,溫度呈線性增加趨勢,高溫煙氣摻氧助燃時,隨著回流煙氣量的提高,爐內各處以及煙氣溫度有所降低,降低的幅度較小。富氧空氣助燃對爐膛內部起到提升爐溫的作用,煙氣回流量對爐膛內部起到均勻化爐內溫度的作用,且可以抑制局部溫度過高。(2)采用富氧空氣作為助燃,隨著氧氣濃度的逐漸升高,爐膛內部氣體的擾動劇烈程度有所減弱。相反,采用高溫煙氣摻氧助燃時,隨著回流煙氣量的提高,湍流強度大幅提高,爐內氣體的擾動劇烈程度增強。與富氧空氣助燃相比,采用高溫煙氣摻氧助燃可以增大高湍流強度,增強對流換熱的效果。(3)采用富氧空氣助燃后,爐內生成氣體中輻射能力較強的三原子分子濃度增大。采用高溫煙氣摻氧氣助燃時,CO_2、H_2O、N_2濃度大幅升高。如將燃燒生成煙氣冷凝,CO_2濃度可達69%,增大了CO_2捕集的可能性。采用煙氣循環(huán)摻氧燃燒的方式,爐氣的輻射換熱能力得到大幅度提高。(4)采用富氧空氣助燃時,局部高溫促進熱力型NO_x的生成。相對氮氣濃度下降對氮氧化物的生成的抑制作用,溫度的上升對對氮氧化物的生成的促進作用更顯著。采用高溫煙氣摻氧助燃時,隨煙氣回流量的增高而減低,降低幅度較小。將富氧燃燒技術與煙氣回流技術應用于現(xiàn)有的加熱爐中,可以改善現(xiàn)有的燃燒效果,促進能量高效利用、降低污染物排放、節(jié)約燃料消耗等方面發(fā)揮其多重優(yōu)勢,進而達到鋼鐵聯(lián)合企業(yè)提高經濟效益與節(jié)能環(huán)保的雙重目的。
【關鍵詞】：富氧燃燒 高溫煙氣摻氧 氣體燃料 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：遼寧科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK175
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1. 緒論10-18
• 1.1 研究背景10-12
• 1.2 選題意義12-13
• 1.3 國內外研究進展13-16
• 1.3.1 富氧燃燒技術介紹13-15
• 1.3.2 計算機模擬燃燒介紹15-16
• 1.4 目前研究熱點16-17
• 1.5 本文的主要內容17-18
• 2. 燃燒數(shù)值模擬過程18-34
• 2.1 計算流體動力學介紹18
• 2.2 計算流體中的工作流程18-20
• 2.3 燃燒試驗爐的幾何特性20-23
• 2.3.1 燃燒試驗爐幾何模型的建立21-23
• 2.4 模型假設23-24
• 2.5 網格劃分及邊界條件的設置24-28
• 2.5.1 網格劃分24-25
• 2.5.2 邊界條件設置25-28
• 2.6 數(shù)學模型的建立28-32
• 2.6.1 基本方程組28-29
• 2.6.2 物質輸運及有限速率反應方程29-30
• 2.6.3 湍流基本模型30-31
• 2.6.4 污染物NO_x模型31-32
• 2.6.5 離散方程的數(shù)值算法與解32
• 2.7 本章小結32-34
• 3. 數(shù)值模擬結果與分析34-54
• 3.1 富氧空氣助燃模擬34-43
• 3.1.1 富氧空氣助燃模擬實驗工況34-35
• 3.1.2 富氧空氣助燃爐內溫度分布35-38
• 3.1.3 富氧空氣對燃燒爐內流場的影響38-40
• 3.1.4 富氧空氣對燃燒爐內煙氣及NO_x生成的影響40-43
• 3.2 煙氣回流摻氧燃燒模擬43-52
• 3.2.1 煙氣回流燃燒模擬實驗工況44-45
• 3.2.2 煙氣回流摻氧助燃爐內溫度分布45-48
• 3.2.3 煙氣回流摻氧助燃48-50
• 3.2.4 煙氣回流對燃燒爐內煙氣及NO_x生成的影響50-52
• 3.3 本章小結52-54
• 4. 全文結論與展望54-57
• 4.1 全文結論54-55
• 4.2 展望55-57
• 參考文獻57-60
• 致謝60-61
• 作者簡介61

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫紹玉,胡際林;公共聚集場所高溫煙氣的流動特點及逃生對策[J];消防科學與技術;2001年03期

2 漢春利,張軍,顏峰,顧t，

本文編號：958512