管式加热炉空气分级燃烧器的CFD研究

以某炼油厂管式加热炉空气分级燃烧器为研究对象,应用计算流体力学(CFD)软件FLUENT,研究了二次风分级比R(二次空气与总空气体积之比)为0.5、0.6、0.7、0.8和0.85的5种不同工况下,辐射室内速度、温度、组分浓度、火焰高度和NO生成速率的变化规律。结果表明,由于射流卷吸的作用,辐射室内存在较大范围的回流区。当R由0.5增至0.85时,辐射室对称面平均温度基本不变,出口温度升高0.65%,壁面热通量下降1.65%,火焰高度增加0.44倍,NO排放体积分数由214.4μL/L迅速下降至37.9μL/L。在温度和氧气浓度较高的燃气/空气混合接触面上,热力型NO形成较多;在低温富燃的火焰前端区,快速型NO形成较多。当R为0.8时,炉内温度分布均匀、燃烧完全且烟气NO浓度较低,可作为燃烧器设计和现场调节的优化参考值。

焦化炉中分级燃烧对降低氮氧化物排放的影响

延迟焦化炉是延迟焦化技术中的重要设备,燃烧过程中会产生氮氧化物对空气和人体产生很大的危害,研究表明,NO主要为温度型NO,快速型NO,燃料型NO,其中温度型NO占很大一部分。燃料分级是通过将燃料分级燃烧,使部分燃料在较大过剩的空气系数下燃烧,部分燃料在过小的空气系数下燃烧,使得燃料在非当量化学计量比下燃烧,从而降低燃烧温度,抑制氮氧化物的产生。