烟气内循环降低氮氧化物过程的模拟研究

作     者：程嘉颖 宗超 包晋榕 朱彤 季晨振 CHENG Jiaying;ZONG Chao;BAO Jinrong;ZHU Tong;JI Chenzhen

作者机构：同济大学机械与能源工程学院上海200084 同济大学机械与能源工程学院博士后工作站上海200084 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51976140) 上海市科委2020年度“科技创新行动计划”社会发展科技攻关项目(20dz1204902) 

出 版 物：《煤炭转化》 (Coal Conversion)

年 卷 期：2023年第46卷第4期

页      码：69-76页

摘      要：氮氧化物(NO_(x))是燃烧产生的一种有害气体。为了满足低氮排放标准,烟气循环是减少NO_(x)生成的有效方式。虽然烟气内循环较烟气外循环的热损失更少、降氮效果更好,但由于其需要在设备设计阶段进行优化,因此当前针对烟气内循环降氮的研究较少,对于实际降氮过程暂无系统性的分析研究。以带有烟气内循环的5 kW甲烷扩散燃烧器为研究对象,采用CFD三维燃烧过程数值模拟来研究烟气内循环卷吸率对NO_(x)生成过程的影响。在常规采用零维或一维的理论模型研究基础上,以模拟结果中的燃烧速率来表征燃烧强度,可以更为准确地预测实际燃烧过程。结果表明:改变空气渐缩段出口直径可以有效控制烟气卷吸率。烟气卷吸率最大可以增加到50%,NO_(x)排放值相比无烟气内循环工况下的NO_(x)排放值降低了94%。烟气内循环对不同的NO_(x)生成路径都有一定的抑制作用,尤其是热力型NO_(x)。增加卷吸率后快速型NO_(x)替代热力型NO_(x)成为主导路径,热力型NO_(x)在整体NO_(x)中的占比从52%降低到16%。快速型NO_(x)也会影响最终降氮效果,因此在实际低氮燃烧器设计中,要综合考虑这几种路径的抑制。

主 题 词：烟气内循环 卷吸率 甲烷扩散燃烧 NO_(x) 排放 NO_(x) 生成路径 

学科分类：080703[080703] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 

核心收录：

D　O　I：10.19726/j.cnki.ebcc.202304008

馆 藏 号：203122602...