梯度磁场对甲烷层流燃烧时NOx生成特性的影响

天然气燃烧过程中NOx的控制是燃烧洁净优化的关键指标之一。以甲烷层流扩散火焰为研究对象,通过在火焰周围安放电磁铁的方法在火焰区产生梯度磁场,开展在四种甲烷流量工况下改变梯度磁场对热力型NOx的生成特性的研究。研究发现,当梯度磁场增加时,较大磁场梯度对应的25mm高度火焰区的温度随之升高,而热力型NOx的生成量却不受温度升高的影响存在着明显减少的变化规律,与无磁场梯度工况相比,NOx最大时至少减少60%以上。经分析认为,梯度磁场施加给氧气顺磁力直接改变火焰周围氧气的流动传输特性,氧气的流运作用使得OH自由基向火焰区流动,生成HCN、HCCO抑制热力型NOx的生成。

中小型燃气锅炉NO_x源头控制及低氮燃烧技术研究进展

介绍了燃气燃烧过程中热力型NO_x和快速型NO_x的生成机理,从对空气的预处理、对燃气和空气的混合分配两个方面综述了燃烧源头控制降低NO_x排放的技术,主要包括高温空气燃烧、柔和燃烧、浓淡燃烧、分级分段燃烧、脉动燃烧、烟气再循环等单一技术和旋流与富氧燃烧、烟气再循环与高温空气燃烧等组合技术;结合低NO_x原理,综述了低NO_x技术的实现形式,指出低NO_x燃烧技术的发展前景。

蒸汽过热炉燃烧器NOx减排改造

为满足湖南省NOx特别排放限值的要求,推进绿色企业建设,针对蒸汽过热炉燃烧器运行存在的火焰发飘、瓦斯枪出口积碳等问题,分别对A室和B室燃烧器进行了改造以及操作调整实验。确定了影响燃烧过程中生成热力型NOx的主要因素为工作压力、燃烧区域温度和空气过剩系数,积碳的生成是由于一级燃料气分配偏多且喷出角度偏大。通过对蒸汽过热炉整体热平衡的核算得出燃料气的消耗量,并结合主要影响因素对瓦斯枪进行了二次优化改造。燃烧器二次改造后火焰刚性好,燃烧充分无积碳生成,同时实现了烟气中NOx含量保持在80 mg/m^3左右,满足GB 31571-2015中特别排放限值的要求,实现排放达标。

当量比对干式低排放燃烧室燃烧及NO_x生成影响的数值研究

采用数值模拟方法研究了干式低排放(DLE)燃烧室的流场结构及不同当量比对燃烧室内燃烧及污染物生成特性的影响。结果表明:中心回流区的高温回流燃气形成稳定的点火源,保证了燃料的着火和稳定燃烧;随着当量比的增大,燃烧室内流场变化较小,整体轴向速度略有增加,回流区范围基本不变;温度场变化较大,高温区明显扩大,整体温度上升,出口截面温度分布出现不对称的现象,下半侧高温区域面积略大于上半侧;出口NO_x排放摩尔分数明显上升,整体NO_x摩尔分数迅速上升,中心回流区附近增幅最为明显;旋流器的导向作用使燃烧室温度和热力型NO_x分布不均;降解当量比对控制DLE燃烧室NO_x排放有利。

全氧燃烧技术在氧化铝回转窑上的应用分析

能源的不断消耗和日益短缺使得节能降耗成为人们越来越关注的问题,全氧燃烧技术是近代燃烧的节能技术之一。文中以某铝厂回转窑为对象,采用全氧燃烧技术后,烟气量减少,排烟热损失降低。窑内火焰温度提高,燃料燃尽率提高,辐射强度增加,传热效率提高,综合节能率在30%～35%。与此同时,回转窑热力型NOx排放量降低,回转窑配备的风机负荷降低。

不同燃尽风率下炉内NO_x生成特性空间分布研究

运用CFD软件模拟不同燃尽风率下炉内NOx生成特性,根据相应的煤质选择了合适的NOx模型,模拟的结果能够较好地与改造前后的实测数据吻合,验证了模型的准确性。在该数值模型的基础上,针对不同燃尽风率的模拟结果进行分析,阐述NOx的生成特性在不同燃尽风率下的变化。结果表明,空间分布法能够详细地描述炉内燃烧状况及NOx生成。燃尽风率的变化对挥发分的析出影响较小。高燃尽风率使得主燃区缺氧程度加深,焦炭的燃尽会被推迟,主燃区还原性气氛得到增强,主燃区燃料型和热力型NOx的生成速率均有所下降,NOx浓度得以降低。但主燃区剩余未完全燃烧物质及焦炭推迟燃尽使得在燃尽区有更多HCN被氧化产生燃料型NOx,使得最高燃尽风率下炉膛出口的NOx浓度不一定达到最低。控制出口NOx的浓度主要是根据煤质合理选择燃尽风率,控制主燃区燃料型NOx的生成和燃尽区燃料型NOx的反弹。

氢燃烧预混合火焰NO_x的生成特性

模拟了氢气-空气预混合燃烧及NOx的生成特性。通过完全预混合、预混合调整N2比例、浓淡燃烧等方法分别进行了数值模拟,结果表明:由于温度和氧气浓度是影响热力型NOx生成的主要因素,组织浓淡燃烧和增加N2比例能够达到降低热力型NOx生成的良好效果,并且组织浓淡燃烧,在￠r=1～2之间存在一个最优值。另外,比较了氢气浓淡燃烧模拟与学者进行的相关试验。

20t/h生物质燃气蒸汽锅炉燃烧特性的数值模拟研究

某电厂的生物质燃气蒸汽锅炉系统取消了气化炉出口的水冷装置,气化所得800℃生物质燃气直接送入锅炉中燃烧。考虑到燃气高温、低热值的特点,采取预燃室燃烧、空气分级、切圆送风等燃烧技术,设计了燃气锅炉的燃烧器。为探究不同运行参数下锅炉的燃烧性能,设计了四因素四水平正交试验,利用FLUENT软件探究了燃尽风比例、燃尽风位置(停留时间)、二次风投入方式、过量空气系数对锅炉烟气中NOx浓度的影响,发现燃尽风比例、燃尽风位置两个因素对NOx的排放影响较大,并且在燃尽风比例30%、停留时间为0.8 s、α=1.05、二次风按照工况3投入的情况下,烟气中NOx的浓度最低。然后在正交试验所得最佳工况基础之上,分别探究了不同燃尽风比例、燃尽风停留时间对NOx排放的影响,发现空气分级技术的脱硝效果明显,随着燃尽风比例的增大,脱硝效率逐渐提高,但同时会影响燃烧效率;停留时间在0.4~0.8 s时,推迟燃尽风的送入起到更好的效果,但此后进一步推迟燃尽风的送入位置对控制NOx的排放没有明显作用。

低NO_x燃烧技术在岱海电厂的应用

分析了锅炉燃烧过程中生成NOx的机理,给出控制NOx生成的措施,如利用空气分级燃烧原理控制NOx的生成、采用双调风燃烧器控制NOx的生成、采用合适的控制方式降低NOx的生成等,达到有效降低NOx生成量的目的。

LPP低污染燃烧室两相喷雾燃烧性能数值研究

采用Fluent软件对贫油预混预蒸发(LPP)低污染燃烧室两相喷雾燃烧流场、温度场和污染排放性能进行数值计算.在副模结构保持不变时,LPP低污染燃烧室头部在相同工况下,数值研究不同的主模旋流角度对燃烧流场、温度场以及污染排放的影响.采用标准的k-ε模型对湍流黏性进行模拟,采用离散相模型对油珠颗粒的运动轨迹进行追踪,采用非预混平衡化学反应模型来模拟化学反应速率.数值计算结果表明:①在LPP低污染燃烧室头部存在明显的中心回流区、角回流区和唇口回流区;②中心回流区外形呈橄榄形状,并且回流区长度都较长,随着主模旋流角度的增大,中心回流区逐渐变胖且变短,角回流区则逐渐变小;③随着主模旋流角度增大,压力损失也随之增大;④热力型NOx生成的速率与燃烧温度超过1 950K区域的面积大小和最高的燃气温度有直接的关系,在副模和主模火焰锋面附近,由于燃烧温度高,是热力型NOx的集中分布区域;⑤出口温度分布系数随着主模旋流角度的增加呈现出先减少后增加的趋势,且主模旋流角度为45°(C方案)时出口温度分布系数最小,即C方案的出口温度分布最均匀;⑥在相同的工况下,C方案燃烧性能相对最优.

磁场强度对层流预混火焰燃烧过程中NO_x生成特性的影响

以液化气层流预混火焰为实验研究对象。搭建了燃烧试验台,并在火焰两侧施加放电磁场,测定磁场强度,并测量了电磁场中层流预混火焰燃烧温度和NOx浓度,分析了在不同磁场强度下层流预混火焰燃烧特性及NOx生成特性。结果显示,在电磁场的作用下,火焰温度升高、直径略微增加、高度有所降低,同时电磁场降低火焰中N、HCN、CN等离子和离子团与氧的碰撞几率,导致NOx浓度下降,最大下降为2.998 mg/m3。