HFC分解爐全無(wú)煙煤高效燃燒數(shù)值仿真研究.pdf

1、本文結(jié)合郴州市重大科技計(jì)劃項(xiàng)目：分解窯無(wú)煙煤高效低NOX煅燒水泥技術(shù)研究，對(duì)全無(wú)煙煤在分解爐上的應(yīng)用燃燒開(kāi)展研究。研究的目的在于新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)更加完善，向“生態(tài)環(huán)境型”邁進(jìn)。
　　利用工業(yè)分析儀和熱重分析儀對(duì)湖南郴州南方水泥廠燃用的煙煤和無(wú)煙煤的燃燒特性進(jìn)行研究分析。測(cè)得煤粉的水分、灰分、揮發(fā)分、固定碳及著火溫度等這些基本數(shù)據(jù)。利用煤的著火特性指標(biāo)、燃燒烈度、燃燒特性指數(shù)對(duì)幾種煙煤和無(wú)煙煤進(jìn)行評(píng)價(jià)比較，獲知無(wú)煙煤的燃燒特性。

2、有利于無(wú)煙煤在分解爐內(nèi)燃燒時(shí)，對(duì)分解爐的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化進(jìn)行理論性指導(dǎo)，作出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化，以期獲得無(wú)煙煤在分解爐內(nèi)的高效燃燒。
　　利用GAMBIT、FLUENT、ICEM等流體仿真模擬軟件，對(duì)日產(chǎn)2500t/d的分解爐建立幾何模型、進(jìn)行網(wǎng)格劃分優(yōu)化和模擬研究。采用雷諾平均數(shù)值模擬中的標(biāo)準(zhǔn)k-ε雙方程模型模和離散相(DPM)模型對(duì)分解爐內(nèi)的氣-固兩相流進(jìn)行模擬。對(duì)原型分解爐和分解爐分風(fēng)分級(jí)燃燒無(wú)煙煤粉和碳酸鹽

3、分解的耦合采用組分輸運(yùn)模型結(jié)合渦耗散概念的（EDC）模型進(jìn)行模擬。模擬得到原型分解爐和分解爐分風(fēng)分級(jí)燃燒的氣-固兩相流的速度分布、速度分布矢量、顆粒軌跡和燃燒無(wú)煙煤粉和碳酸鹽分解的耦合的溫度分布、揮發(fā)分分布及相關(guān)物質(zhì)的組分濃度分布。對(duì)這些模擬結(jié)果進(jìn)行了分析研究，與實(shí)際測(cè)試值比較，模擬結(jié)果與實(shí)際工程吻合較好。在此模擬的基礎(chǔ)上，對(duì)分解爐燃燒全無(wú)煙煤的高效燃燒進(jìn)行模擬優(yōu)化。通過(guò)抬高生料管的位置，延后生料的噴入讓無(wú)煙煤的預(yù)熱著火有個(gè)相對(duì)燃燒穩(wěn)定

4、區(qū)；調(diào)整三次風(fēng)的溫度，加快焦炭的化學(xué)動(dòng)力反應(yīng)速率；噴煤管改為四噴，使煤粉顆粒能更好地在分解爐內(nèi)中下部均勻分布，能使其更好換熱和燃燒。通過(guò)模擬優(yōu)化得到當(dāng)生料噴煤管的高度為8.5m，三次風(fēng)溫為1223K，噴煤管為四噴時(shí)，原型分解爐和分風(fēng)分級(jí)燃燒分解爐為最優(yōu)模擬結(jié)果，無(wú)煙煤煤粉的燃燼率為97.21％和97.35％，碳酸鹽的分解率為92.5％和93.6％。且在原型分解爐上建立的分風(fēng)分級(jí)燃燒更有利于無(wú)煙煤的燃燒、碳酸鹽的分解和降低污染物的排放，對(duì)