一種oxy-fuel燃燒器的中試試驗和模擬研究.pdf

1、煤炭等化石燃料燃燒所帶來的日益嚴重的氣候問題和環(huán)境問題，引起了各國的關(guān)注。降低CO2 排放、實現(xiàn)清潔燃燒成為全人類發(fā)展的共識。CCS技術(shù)中的重要組成部分——Oxyfuel 燃燒技術(shù)不但能實現(xiàn)CO2的富集，而且能同時實現(xiàn)NO、SO2x等污染物的協(xié)同去除，因而成為當前潔凈燃燒研究的重點方向。
　　 本文采用數(shù)值模擬和實驗研究的方法，主要研究了以oxyfuel 燃燒器的數(shù)值模擬和實驗研究為主要工作的動力學性能和燃燒特性。在燃燒器的結(jié)構(gòu)

2、設(shè)計上燃燒器，采用旋流形式，并以軸向葉片作為旋流產(chǎn)生器的旋流燃燒器。；煙氣循環(huán)燃燒工況時氧氣的輸入采用雙通道可調(diào)的方式：少量氧氣送入位于燃燒器中心的氧氣輸送管；其余氧量摻混入二次風。氧氣作為一股獨立的氣流，充當了一次風、二次風的動量的調(diào)節(jié)氣流，增強了燃燒器的適應性。使用FLUENT 軟件對燃燒器的重點參數(shù)——旋流強度進行模擬計算，并確定了適于此結(jié)構(gòu)下燃燒器的最佳的旋流強度。在燃燒器冷態(tài)流場試驗中，測量和繪制燃燒器的軸向速度場，來分析氣流

3、擴展角和回流區(qū)的大??；利用流動顯示實驗得到燃燒器的氣流混合情況。冷態(tài)空氣動力場實驗表明燃燒器能組織起良好的流場，形成較好的回流區(qū)結(jié)構(gòu)，并實現(xiàn)一、二次風的快速、均勻混合。
　　 燃燒器的熱態(tài)燃燒試驗包括空氣燃燒和煙氣循環(huán)燃燒實驗的兩個工況，實驗表明：
　　 在上述兩個工況下，該oxyfuel 燃燒器運行安全可靠，實現(xiàn)煤粉的快速著火和穩(wěn)定燃燒；。使用灰示蹤法分析得到煤粉的燃盡率，在空氣燃燒下達到87％，在煙氣循環(huán)下達到90％

4、。試驗中還對爐膛溫度場、爐膛組分場、尾部煙氣組分等進行了測量和分析。
　　 在煙氣循環(huán)燃燒工況下，NO和SO2的濃度分別達到空氣燃燒下的1.8 倍和3 倍；將NO、SO2 生成量折算到mg/MJ，得出煙氣循環(huán)工況下的脫硝效率和脫硫效率（以空氣燃燒為基準）達到60％和37％。通過降低氧氣在中心氧氣管的分配比例，NO的濃度明顯降低，脫硝率達到67.1％；而SO2 則無基本沒有變化。將NO、SO2 生成量折算到mg/MJ，得出煙氣循環(huán)