生物质掺混煤粉无焰富氧燃烧燃料氮转化数值模拟

无焰富氧燃烧能在捕集高浓度CO_(2)的同时显著降低了NO_(x)排放,是清洁低碳燃烧技术的前沿发展方向之一。生物质作为一种来源广泛的可再生能源,与煤粉的掺混燃烧可有效减少CO_(2)排放。为探究无焰富氧燃烧模式下生物质掺混煤粉燃料氮转化特性,基于0.58 MW燃烧炉,采用Fluent进行模拟,耦合适用于富氧燃烧的反应机理以及辐射模型,在完成模型和算法的验证后进行燃料N转化机理研究。结果表明,随着掺混生物质比例从0增加到100%,炉内低氧区域增大,CO分布区域更广,炉内峰值温度升高,当掺混比为50%时相比纯煤粉燃烧升高了47 K,掺混比为70%时升高了55 K,纯生物质燃烧时峰值温度达到1850 K,较纯煤粉燃烧升高了71 K;生物质掺混比例从0增加到50%时,NO再燃还原比例相比纯煤粉大幅下降了61%以上,且随着掺混比继续增加,NO再燃还原基本不变;随着掺混比从0增加到100%,虽然生物质挥发分含量比煤粉高,但掺混后挥发分NO总和基本不变,由于生物质焦碳含量低,掺混后焦炭氮大幅降低,NO排放整体呈降低趋势,掺混比从0增加到100%,NO排放量降低了51%;表明生物掺烧可有效减少NO的排放。