玻璃熔窑中天然气/氢气混合燃料的燃烧过程仿真研究

作     者：韩建军 曾健华 曹志强 王静 陈淑勇 刘超 李路瑶 HAN Jianjun;ZENG Jianhua;CAO Zhiqiang;WANG Jing;CHEN Shuyong;IU Chao;LI Luyao

作者机构：武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室武汉430070 武汉理工大学信息学院武汉430070 中建材玻璃新材料研究院集团有限公司安徽蚌埠233000 玻璃新材料创新中心(安徽)有限公司安徽蚌埠233000 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFB3603302) 国家自然科学基金青年项目(52102030) 湖北省自然科学基金青年项目(2021CFB072) 

出 版 物：《硅酸盐学报》 (Journal of The Chinese Ceramic Society)

年 卷 期：2023年第51卷第9期

页      码：2179-2187页

摘      要：推动硅酸盐材料制造过程的低碳排放对于实现碳达峰、碳中和总体战略目标意义重大。本工作以平板玻璃窑炉为基础,采用数值模拟方法开展氢能在玻璃窑炉中应用的基础研究。分析采用天然气/氢气混合燃料对玻璃窑炉燃烧空间温度场/速度场分布、燃烧生成烟气成分的影响,预测氢能在玻璃窑炉中应用的可行性。结果表明,采用天然气/氢气混合燃料为玻璃液熔化提供能量,可以保证玻璃窑炉温度制度稳定。采用天然气/氢气混合燃料供能,燃料燃烧速率加快,释放热量集中,掺氢体积比为20%及以上时,燃烧形成的火焰长度会明显缩短,而热烟气在窑炉内停留时间延长。对比基础窑炉,采用掺氢比例40%的燃料,窑炉总烟气排放质量减少了4.13%,CO_(2)排放质量减少了12.50%,烟气中NOx浓度由1093 mg·Nm^(–3)(干燥,8%O_(2)条件下)增加至1282 mg·Nm^(–3)(干燥,8%O_(2)条件下)。为推动氢能在硅酸盐制造领域的应用还需开展燃烧系统设计、耐火材料侵蚀等方面研究,以解决氢能在大型窑炉中应用存在的问题。

主 题 词：玻璃熔窑 氢气 燃烧过程 仿真 

学科分类：0817[工学-轻工类] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

核心收录：

D　O　I：10.14062/j.issn.0454-5648.20230201

馆 藏 号：203123365...