重金屬元素在電廠鍋爐爐膛中燃燒及轉化的數(shù)值模擬.pdf

1、煤燃燒過程中會釋放出大量重金屬污染物，其中汞污染的危害性很大，尤其引起人們的重視。美國EPA在2005年頒布了《燃煤電廠汞排放標準》，進一步規(guī)范了電廠汞排放情況。但是目前為止，國內外有關燃煤過程中汞的釋放形態(tài)及賦存方式的轉化和控制方法的研究還處于探索階段，因此，研究汞形態(tài)的轉化規(guī)律和合理控制汞排放的方法，對于提高燃燒質量，減輕汞對環(huán)境的污染都有重大意義。
　　本文以一臺600MW旋流對沖煤粉燃燒鍋爐和尾部煙道作為研究對象進行數(shù)值模

2、擬研究，使用FLUENT軟件中非預混燃燒模型和PDF模型進行數(shù)值模擬，得到爐膛及后部煙道內的溫度場，濃度場，與實際鍋爐燃燒情況大致一致；運用Sliger等總結的汞氧化機理，將模擬煙氣成分及工況參數(shù)輸入CHEMKIN中，模擬在煙氣降溫過程中汞的賦存形態(tài)及反應轉化情況，結果表明Hg0的轉化可分為兩個過程：首先Hg0與Cl原子反應生成中間產(chǎn)物HgCl；接著HgCl與HCl反應轉化成HgCl2。在FLUENT模擬計算的基礎上，將CHEMKIN中

3、詳細的汞的化學反應動力學機理導入到FLUENT中。以實際全尺寸鍋爐及其尾部煙道作為研究對象，采用渦耗散概念模型（EDC）探討在溫度和復雜組分的共同影響下，計算得出汞的形態(tài)轉化以及不同Hg形態(tài)在爐內的空間分布在實際三維爐膛及煙道內的濃度分布。并且從模型原理和特點出發(fā)，分析汞的主要氧化途徑。結果表明在燃煤煙氣高溫區(qū)，爐膛中汞的主要賦存形式為單質態(tài)即Hg0；汞的氧化反應主要發(fā)生在溫度范圍約為1200-700K的下行對流煙道區(qū)域。HgCl和Hg