H 2 /CO合成氣稀釋擴散燃燒的實驗與數(shù)值模擬研究
發(fā)布時間:2021-02-04 05:26
合成氣是一種富氫燃料,作為煤氣化技術的產物,主要是由H2、CO組成,還包含N2、CO2、H2O、CH4以及其他高階碳氫化合物,它的具體成分取決于燃料來源和合成氣生產工藝。合成氣成分復雜,這阻礙了合成氣的廣泛應用,給相關燃燒設備的設計和運行帶來困難。合成氣的主要燃料成分為H2和CO,因此可以有效降低燃燒尾氣中SOx的生成,但合成氣的絕熱燃燒溫度高,易生成NOx污染物,目前有關合成氣燃燒尾氣中NOx排放控制的研究仍在探討和完善之中;谶@樣的研究背景,本文搭建了實驗室規(guī)模的小型合成氣燃燒實驗系統(tǒng)并建立了相應的數(shù)學模型,通過實驗和數(shù)值模擬相結合的方法研究了 H2/CO擴散火焰的燃燒特性和污染生成情況。主要工作包括以下幾個方面:通過建立合成氣/空氣同向軸對稱擴散燃燒的實驗系統(tǒng),實驗研究了合成氣同向軸對稱擴散火焰在不同H2/CO比、不同稀釋劑種類和不同稀釋劑濃度條件下的NO排放特性;通過對同向軸對稱合成氣擴散火焰的數(shù)值模擬,計算了燃料側添加不同稀釋劑的情況下燃燒溫度、自由基以及NO的變化,并將NO的數(shù)值模擬結果與實驗數(shù)據(jù)比較,取得比較滿意的結果,且在此基礎上考察了壓力對合成氣燃燒的影響。實驗結果...
【文章來源】:南京師范大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1實驗系統(tǒng)示意圖??燃燒室由可旋轉不銹鋼柱型罩包圍而成,燃燒器位于燃燒室的中心位置
360便攜式煙氣分析儀;另一臺采用國產SPEP2000-C工業(yè)用煙氣分析儀,該煙??氣分析儀采用先高溫直接抽取再分析的方法,采用紫外光譜吸收法分析氣態(tài)污染??物,如圖2.4所示。??其中testo?360煙氣分析儀采用的是電化學氣體傳感器(Electrochemical?gas??sensor),能夠把對象氣體在電極處氧化或還原而測電流,進而得出對象氣體濃度。??具體構造部件包括:筆記本電腦、多功能探頭、加熱采樣軟管、檢驗氣體轉換裝??置、接線板、工業(yè)煙氣探頭、多級煙塵過濾器、標氣瓶、外接探頭裝置、外接電??源線等。testo?360詳細參數(shù)見下表2.1。??表2J煙氣分析主要參數(shù)??#?m.?H?反應時間??02?0-?+?21?Vol.%?02?30.0?-190?測量值的+/-1.2%??NO?0-?+3000?ppm?NO?30.0-t90?測量值的+/-2.8%??NOi?0-?+500?ppm?N02?80.0?-190?測量值的+/-1.0%??10??
—?3&j??圖2.4煙氣分析儀實物圖??為了準確地反映燃燒過程中尾氣組分濃度的變化規(guī)律,本實驗采用實時在線??測量的方法。為了保證測量的可靠性,本實驗的氣體采樣點設置在圓柱形燃燒室??末端橫向管段距離出口?1/3處。由于采樣點位于尾氣管道的下游位置,因此采樣??點處煙氣組分濃度可以看做是煙氣的平均組分濃度。??煙氣組分濃度測量設備采用兩臺煙氣分析儀同時測量。一臺采用德國testo??360便攜式煙氣分析儀;另一臺采用國產SPEP2000-C工業(yè)用煙氣分析儀,該煙??氣分析儀采用先高溫直接抽取再分析的方法,采用紫外光譜吸收法分析氣態(tài)污染??物,如圖2.4所示。??其中testo?360煙氣分析儀采用的是電化學氣體傳感器(Electrochemical?gas??sensor),能夠把對象氣體在電極處氧化或還
【參考文獻】:
期刊論文
[1]燃燒煙氣脫硝技術的研究進展[J]. 高林,李輝,單歷元,黃佳,于有海,閔永剛. 化學工程. 2017(03)
[2]Effects of H2/CO/CH4 syngas composition variation on the NOx and CO emission characteristics in a partially-premixed gas turbine combustor[J]. Lee Min Chul. Science China(Technological Sciences). 2016(12)
[3]基于煤和天然氣聯(lián)合制取合成氣工藝研究進展[J]. 卞潮淵,慕韓鋒. 化工進展. 2016(10)
[4]氮氣稀釋富氫合成氣高壓燃燒特性數(shù)值模擬[J]. 付忠廣,盧可,周揚,朱一鳴,劉雪琦. 熱力發(fā)電. 2014(11)
[5]合成氣燃燒反應機理的驗證和分析[J]. 王全德,魏賞賞,王偉,崔晨曉. 新能源進展. 2014(03)
[6]合成氣預混層流火焰結構的實驗和數(shù)值研究[J]. 衛(wèi)之龍,王金華,舒新建,謝永亮,王錫斌,黃佐華. 西安交通大學學報. 2014(07)
[7]低NOx工業(yè)燃氣燃燒技術研究進展[J]. 劉波,吳雨,王元華,徐宏,譚金龍,蔣良雄. 化工進展. 2013(01)
[8]湍流擴散火焰的大渦模擬及驗證[J]. 張引弟,周懷春,謝明亮. 動力工程. 2009(05)
[9]不同空氣稀釋劑對合成氣擴散火焰NOx生成特性的影響[J]. 湯根土,呂俊復,岳光溪,張海. 動力工程. 2008(06)
[10]合成氣-甲醇伴燒火焰實驗研究及數(shù)值分析[J]. 張文興,穆克進,張哲巔,張永生,王岳,肖云漢. 燃氣輪機技術. 2008(03)
碩士論文
[1]富氫合成氣低NOx燃燒技術研究[D]. 楊天明.華北電力大學 2012
本文編號:3017804
【文章來源】:南京師范大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1實驗系統(tǒng)示意圖??燃燒室由可旋轉不銹鋼柱型罩包圍而成,燃燒器位于燃燒室的中心位置
360便攜式煙氣分析儀;另一臺采用國產SPEP2000-C工業(yè)用煙氣分析儀,該煙??氣分析儀采用先高溫直接抽取再分析的方法,采用紫外光譜吸收法分析氣態(tài)污染??物,如圖2.4所示。??其中testo?360煙氣分析儀采用的是電化學氣體傳感器(Electrochemical?gas??sensor),能夠把對象氣體在電極處氧化或還原而測電流,進而得出對象氣體濃度。??具體構造部件包括:筆記本電腦、多功能探頭、加熱采樣軟管、檢驗氣體轉換裝??置、接線板、工業(yè)煙氣探頭、多級煙塵過濾器、標氣瓶、外接探頭裝置、外接電??源線等。testo?360詳細參數(shù)見下表2.1。??表2J煙氣分析主要參數(shù)??#?m.?H?反應時間??02?0-?+?21?Vol.%?02?30.0?-190?測量值的+/-1.2%??NO?0-?+3000?ppm?NO?30.0-t90?測量值的+/-2.8%??NOi?0-?+500?ppm?N02?80.0?-190?測量值的+/-1.0%??10??
—?3&j??圖2.4煙氣分析儀實物圖??為了準確地反映燃燒過程中尾氣組分濃度的變化規(guī)律,本實驗采用實時在線??測量的方法。為了保證測量的可靠性,本實驗的氣體采樣點設置在圓柱形燃燒室??末端橫向管段距離出口?1/3處。由于采樣點位于尾氣管道的下游位置,因此采樣??點處煙氣組分濃度可以看做是煙氣的平均組分濃度。??煙氣組分濃度測量設備采用兩臺煙氣分析儀同時測量。一臺采用德國testo??360便攜式煙氣分析儀;另一臺采用國產SPEP2000-C工業(yè)用煙氣分析儀,該煙??氣分析儀采用先高溫直接抽取再分析的方法,采用紫外光譜吸收法分析氣態(tài)污染??物,如圖2.4所示。??其中testo?360煙氣分析儀采用的是電化學氣體傳感器(Electrochemical?gas??sensor),能夠把對象氣體在電極處氧化或還
【參考文獻】:
期刊論文
[1]燃燒煙氣脫硝技術的研究進展[J]. 高林,李輝,單歷元,黃佳,于有海,閔永剛. 化學工程. 2017(03)
[2]Effects of H2/CO/CH4 syngas composition variation on the NOx and CO emission characteristics in a partially-premixed gas turbine combustor[J]. Lee Min Chul. Science China(Technological Sciences). 2016(12)
[3]基于煤和天然氣聯(lián)合制取合成氣工藝研究進展[J]. 卞潮淵,慕韓鋒. 化工進展. 2016(10)
[4]氮氣稀釋富氫合成氣高壓燃燒特性數(shù)值模擬[J]. 付忠廣,盧可,周揚,朱一鳴,劉雪琦. 熱力發(fā)電. 2014(11)
[5]合成氣燃燒反應機理的驗證和分析[J]. 王全德,魏賞賞,王偉,崔晨曉. 新能源進展. 2014(03)
[6]合成氣預混層流火焰結構的實驗和數(shù)值研究[J]. 衛(wèi)之龍,王金華,舒新建,謝永亮,王錫斌,黃佐華. 西安交通大學學報. 2014(07)
[7]低NOx工業(yè)燃氣燃燒技術研究進展[J]. 劉波,吳雨,王元華,徐宏,譚金龍,蔣良雄. 化工進展. 2013(01)
[8]湍流擴散火焰的大渦模擬及驗證[J]. 張引弟,周懷春,謝明亮. 動力工程. 2009(05)
[9]不同空氣稀釋劑對合成氣擴散火焰NOx生成特性的影響[J]. 湯根土,呂俊復,岳光溪,張海. 動力工程. 2008(06)
[10]合成氣-甲醇伴燒火焰實驗研究及數(shù)值分析[J]. 張文興,穆克進,張哲巔,張永生,王岳,肖云漢. 燃氣輪機技術. 2008(03)
碩士論文
[1]富氫合成氣低NOx燃燒技術研究[D]. 楊天明.華北電力大學 2012
本文編號:3017804
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