廢舊輪胎膠粉燃燒特性分析及其燃燒數(shù)值模擬.pdf

1、本文選用某輪胎回收工廠加工的廢舊輪胎膠粉作為研究對(duì)象,對(duì)廢舊輪胎膠粉、煤粉以及二者混合物的熱解特性和燃燒特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究.在此基礎(chǔ)上,采用計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT模擬了廢舊輪胎膠粉、煤粉以及廢舊輪胎膠粉和煤粉混合物在大型四角切向燃燒爐中的燃燒特性.通過(guò)熱重實(shí)驗(yàn),初步研究了廢舊輪胎膠粉、煤粉以及廢舊輪胎膠粉和煤粉混合物在氮?dú)鈿夥障碌臒峤馓匦?以及升溫速率對(duì)廢舊輪胎膠粉熱解性能的影響,獲得了熱解過(guò)程中試樣的反應(yīng)機(jī)理.同時(shí),利用熱重分析

2、儀對(duì)廢舊輪胎膠粉、煤粉以及二者混合物在空氣氣氛下的燃燒特性進(jìn)行了初探,獲得了燃燒反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理,該機(jī)理可通過(guò)反應(yīng)速率方程來(lái)表示.同樣,在空氣氣氛下廢舊輪胎膠粉和煤粉的混合物燃燒特性可以用單組分的物質(zhì)燃燒特性的線性組合表示,而且在不同燃燒區(qū)段,反應(yīng)可以用一級(jí)反應(yīng)來(lái)描述.四角切向燃燒爐是火力電廠的重要設(shè)備之一,本文采用計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT分別模擬廢舊輪胎膠粉、煤粉以及廢舊輪胎膠粉和煤粉在不同配比下的混合物在四角切向燃燒爐中燃燒過(guò)程,

3、得到了它們?cè)跔t內(nèi)燃燒的溫度場(chǎng)分布、速度場(chǎng)分布以及CO和CO<,2>等產(chǎn)物的分布.通過(guò)數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn),爐膛區(qū)域的平均溫度隨著混合物中煤粉比例的增大而下降,其中單燒膠粉時(shí),爐膛平均溫度最高;分析CO的分布發(fā)現(xiàn)在燃燒爐的出口處沒(méi)有CO出現(xiàn),這說(shuō)明生成的CO都完全燃燒了,在爐膛中產(chǎn)生的CO總量也是隨著燃料中煤粉比例的增大而下降;分析CO<,2>的分布發(fā)現(xiàn),單燒膠粉時(shí),產(chǎn)生CO<,2>量最多,在燃燒膠粉和煤粉混合物時(shí),隨著混合物中煤粉比例增大,CO

4、<,2>生成量呈下降趨勢(shì);CO,CO<,2>和O<,2>的質(zhì)量濃度分布和溫度分布有很大關(guān)系,高溫區(qū)對(duì)應(yīng)著高的CO質(zhì)量濃度和低的O<,2>、CO<,2>質(zhì)量濃度;從速度分布圖可以看出,在爐膛內(nèi)存在強(qiáng)烈的旋流,旋流強(qiáng)度自底到上由弱到強(qiáng),然后減弱,但到達(dá)出口時(shí)還存在殘余旋流.另外,本文還對(duì)廢舊輪胎膠粉燃燒時(shí)NO的生成進(jìn)行了數(shù)值模擬,通過(guò)模擬發(fā)現(xiàn),隨著混合燃料中煤粉比例的增大,NO排放量呈現(xiàn)減少的趨勢(shì);最后分析了影響NO生成的幾個(gè)因素.通過(guò)模擬