1989年,在用高溫預(yù)熱空氣降低NO的實(shí)驗(yàn)中首次發(fā)現(xiàn)無焰氧化現(xiàn)象。無焰氧化燃燒可以被定義為:在一定的高溫?zé)煔庋h(huán)率條件下產(chǎn)生的看不見火焰輪廓的穩(wěn)定燃燒。國(guó)外經(jīng)過近40年的研究,已經(jīng)形成成熟的技術(shù),無焰氧化燃燒器也實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。國(guó)內(nèi)對(duì)無焰氧化的研究較晚且沒有成熟的工業(yè)無焰氧化燃燒器。無焰氧化燃燒器較傳統(tǒng)燃燒器有很多優(yōu)點(diǎn):燃燒溫度均勻、溫度輻射范圍大、污染物排放量低、高效節(jié)能和低噪音等。本文針對(duì)擴(kuò)散式無焰氧化燃燒,總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合實(shí)際工況,選擇了適合本研究的反應(yīng)機(jī)理模型,具體包括:1、基本控制方程:能量、動(dòng)量、質(zhì)量以及組分守恒方程。2、湍流流動(dòng)模型選擇了雷諾平均模型(RANS)中的Standard k-ε湍流模型。3、輻射模型采用P-1輻射模型。4、組分輸運(yùn)及反應(yīng)流模型使用有限速率模型中的ED模型。5、污染物生成模型包括了熱力型和快速型。運(yùn)用Fluent模擬了某15kW的無焰氧化燃燒器的燃燒過程,研究了空氣噴嘴數(shù)目、氣體射流速度、空氣射流入射角度和煙氣出口位置對(duì)爐內(nèi)燃燒情況的影響。分析模擬結(jié)果,得到較為滿意的燃燒器配置:空氣噴嘴數(shù)目為6、空氣射流平行于燃?xì)馍淞鬏S線、煙氣出口在下方。針對(duì)本課題組與四川亞聯(lián)高科技股份有限公司合作研發(fā)的一款10Nm~3/h的小型天然氣水蒸氣重整制氫裝置,設(shè)計(jì)了一款額定熱負(fù)荷為15kW的擴(kuò)散式無焰氧化燃燒器,用于該重整制氫裝置的熱量供應(yīng)。該燃燒器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高效節(jié)能、形成的燃燒沒有明顯火焰鋒面、爐內(nèi)溫度分布較為均勻、NO_x排放量低。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TQ052.7
【部分圖文】：

011~2015 年，在民用、熱電聯(lián)產(chǎn)和工業(yè)鍋爐領(lǐng)域，天然氣用氣量快速增聯(lián)產(chǎn)領(lǐng)域?yàn)樽�；�?2020 年，北京市規(guī)劃天然氣用氣量持續(xù)增加，在工長(zhǎng)最為明顯，這與國(guó)家推進(jìn)煤改氣項(xiàng)目有很大關(guān)系�？傮w來講，天然氣會(huì)繼續(xù)快速增長(zhǎng)。背景下，以天然氣為燃料的工業(yè)燃燒器也得到迅猛發(fā)展。工業(yè)爐在我國(guó)化工、玻璃等工業(yè)中占據(jù)了舉足輕重的地位，它為我國(guó)帶來巨大經(jīng)濟(jì)效境帶來巨大威脅。雖然近些年來我國(guó)工業(yè)爐的節(jié)能減排取得顯著效果的提升空間。事實(shí)上我國(guó)工業(yè)爐的整體效率較低，雖然設(shè)計(jì)效率大都為是實(shí)際的運(yùn)行效率多數(shù)在 60%～65%，較國(guó)外先進(jìn)水平低了 15%~20%染物也是急需解決的一大問題，2018 年政府工作報(bào)告中著重指出：未來氧化硫、氮氧化物排放量要降低 3%，可見國(guó)家、政府對(duì)污染治理的重在大力督促企業(yè)進(jìn)行鍋爐煤改氣改造，以期減少環(huán)境污染。

工業(yè)排放的要求越來越高，越來越多的低污、催化燃燒和無焰氧化等[4]。燃燒原理及主流技術(shù)義就是指通過特殊的結(jié)構(gòu)或方法使燃料噴出術(shù)。通過氣體旋流在燃燒室內(nèi)卷吸大量煙氣燃可燃物，同時(shí)穩(wěn)定火焰。氣體旋流擴(kuò)大了于抑制氮氧化物的生成。旋流燃燒的關(guān)鍵在氣體通過后發(fā)生旋轉(zhuǎn)。圖 1-2 為某新型雙極反

煙氣循環(huán)率 Kv，并得到了甲烷在爐膛內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)關(guān)系，詳見圖 1-3。其中EvF AMKM M ，EM 是，AM 是空氣質(zhì)量流量。他們認(rèn)為煙氣循環(huán)率 無需預(yù)熱到過高溫度。出存在四個(gè)區(qū)域：A——常規(guī)火焰穩(wěn)定燃燒區(qū)；焰氧化燃燒區(qū)；熄火區(qū)。當(dāng)爐內(nèi)煙氣循環(huán)率較小能形成常規(guī)火焰穩(wěn)定燃燒；若爐內(nèi)溫度低于 7的氣流會(huì)將火焰吹滅；當(dāng)爐內(nèi)溫度高于 700℃，火焰會(huì)變得不穩(wěn)定；由此可見，想要實(shí)現(xiàn)無焰一個(gè)過程，首先將爐內(nèi)溫度升到 800℃以上，然燒。

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本文編號(hào)：2830880