中國正處于能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整階段,強調(diào)低碳發(fā)展的理念。燃料燃燒產(chǎn)生的碳煙污染物的危害越來越受到人們的重視,碳煙的生成機理與其防治成為了目前的研究熱點�；贔LUENT數(shù)值模擬,采用簡化CHEMKIN化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)機理,控制燃料入口流量一定,單一改變氧化劑流量來調(diào)節(jié)過量空氣系數(shù),對乙烯在空氣氛圍下、過量空氣系數(shù)為0. 6～1. 4的不同工況下的燃燒火焰及碳煙的生成進行了模擬。研究分析了過量空氣系數(shù)的變化對乙烯燃燒火焰形狀、溫度分布、碳煙生成濃度的影響。并從碳煙生成機理的角度確定了碳煙生成的變化規(guī)律。提出了過量空氣系數(shù)在控制碳煙排放中的合適范圍,為控制碳煙的排放提供了一定建議。 

【文章來源】：工業(yè)加熱. 2020,49(07)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

碳煙排放濃度變化

實驗燃燒器為伴流燃燒器，其出口主要由燃料管和氧化劑管組成。燃料從燃料管口流出，氧化劑從兩管組成的同心圓環(huán)中間的區(qū)域流出。兩股氣體同向流動，發(fā)生燃燒反應(yīng)，形成層流擴散火焰。燃燒器的尺寸見表1所示，其噴口處簡化結(jié)構(gòu)如圖1(a)所示。為了模擬燃燒器出口處的燃燒反應(yīng)情況，建立了250 mm×100 mm的計算區(qū)域，如圖1(b)所示，接下來進行了網(wǎng)格的劃分，靠近進口和軸線處的區(qū)域是反應(yīng)的主要區(qū)域，采用加密網(wǎng)格，靠近壁面和出口處反應(yīng)較為平緩，采用稀疏網(wǎng)格，總共生成網(wǎng)格數(shù)14 650個，網(wǎng)格面29 577個，節(jié)點14 928個，如圖1(c)所示。1.2 選擇控制方程

對不同過量空氣系數(shù)α的工況進行模擬，溫度云圖的對比如圖2所示。分析圖2可知，α<1時，火焰溫度較低，峰值區(qū)在軸線兩側(cè)，且燃燒溫度云圖各區(qū)域顯示的溫度差異較小，主要集中在1 000～1 500 K。隨著α值的增大，火焰溫度明顯增大且向軸線靠攏，火焰的各區(qū)域溫度差異更清晰，出現(xiàn)明顯的高溫區(qū)。由此可判斷，當(dāng)過量空氣系數(shù)較低時，燃料燃燒反應(yīng)程度較為平緩，甚至接近“無焰燃燒”;但過量空氣系數(shù)較大時，燃料燃燒反應(yīng)劇烈，說明過量空氣系數(shù)對燃燒反應(yīng)的劇烈程度和燃燒溫度有較大的影響。加大過量空氣系數(shù)會促進燃料的充分燃燒，提高燃燒溫度。3.2 燃燒速率分析

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]O2/H2O氣氛下CH4燃燒特性與置換天然氣水合物聯(lián)產(chǎn)方案[J]. 胡多多,張引弟,劉暢.  過程工程學(xué)報. 2018(05)
[3]天然氣富氧燃燒特性分析[J]. 劉暢.  當(dāng)代化工. 2018(04)
[4]碳黑顆粒生長模型的初步研究[J]. 鐘北京,劉曉飛.  工程熱物理學(xué)報. 2004(05)

碩士論文
[1]富氧乙烯擴散火焰中碳黑生成的模擬研究[D]. 郭喆.華中科技大學(xué) 2014
[2]基于敏感性分析和遺傳算法的燃燒反應(yīng)機理簡化與優(yōu)化[D]. 劉合.上海交通大學(xué) 2012



本文編號：3588875