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文檔簡介
1、隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,能源緊缺及環(huán)境污染問題已日益嚴(yán)重,因此,尋求一種清潔、可再生的能源對能源的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。近年來,IGCC技術(shù)的發(fā)展越來越受到關(guān)注,因此煤與生物質(zhì)氣化后的合成氣也具有更廣闊的應(yīng)用前景。然而,由于氣化原材料種類繁多的原因,導(dǎo)致合成氣成分復(fù)雜,因此也增加了其工業(yè)運用的難度。為更好的利用合成氣,對其燃燒特性的研究就更具有必要性。
由于預(yù)混燃燒與稀釋擴(kuò)散燃燒是IGCC電廠燃?xì)廨啓C(jī)中的主要工作方式,因此,本文
2、分別對合成氣預(yù)混與擴(kuò)散燃燒特性進(jìn)行了研究。對于預(yù)混燃燒,本文首先采用PLIF技術(shù)研究了合成氣預(yù)混燃燒的火焰結(jié)構(gòu),及OH基濃度的分布,并提出了斜率平均法對合成氣火焰?zhèn)鞑ニ俣冗M(jìn)行了計算。為深入了解N2對合成氣燃燒特性的影響,本文采用不同比例的N2加入合成氣中進(jìn)行稀釋燃燒,并利用CHEMKIN軟件對OH基生成速率及主要反應(yīng)步驟進(jìn)行了化學(xué)動力學(xué)分析。對擴(kuò)散燃燒工況,本文選取其中一種典型中熱值合成氣,并且分別在燃料側(cè)和空氣側(cè)加入等量的N2進(jìn)行稀釋
3、,并討論了N2稀釋對火焰結(jié)構(gòu)以及OH基濃度分布的影響。然后結(jié)合CHEMKIN軟件對OH基及NOX的生成速率進(jìn)行了化學(xué)動力分析。
通過合成氣層流預(yù)混燃燒實驗及模擬可以得出:
?。?)在當(dāng)量比不變時,合成氣中N2含量的增加會導(dǎo)致火焰內(nèi)焰高度增加,火焰前鋒面面積增大,但火焰高度和寬度卻在減小。
(2)利用三種不同方法,對實驗結(jié)果計算得出的火焰?zhèn)鞑ニ俣任呛隙榷急容^好,但從精度上來看,斜率平均法的計算精度與面積法接近,
4、且高于角度法計算精度。
(3)斜率平均法具有其獨特的優(yōu)勢,考慮速度衰減的因素,并對內(nèi)焰過高的預(yù)混燃燒火焰?zhèn)鞑ニ俣冗M(jìn)行修正,使得計算結(jié)果更為精確。(4)由化學(xué)動力學(xué)分析可知,合成氣預(yù)混燃燒過程中,主導(dǎo)OH基生成與消耗的反應(yīng)主要是反應(yīng)R38(H+O2=O+OH)和反應(yīng)R84(OH+H2=H+H2O),且這兩步反應(yīng)受N2加入的影響最大。
通過合成氣層流擴(kuò)散燃燒實驗及模擬可以得出:
?。?)隨著合成氣中N2稀釋比的增
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