涡旋式分解炉中煤及垃圾衍生燃料共燃烧耦合CaCO_3分解的数值模拟

针对一实际尺寸的带下置涡流室的分解炉进行了数值模拟,探讨了煤、垃圾衍生燃料(RDF)两种燃料共燃与碳酸钙分解相耦合的化学反应过程。计算所得煤粉及RDF燃烬率分别为99%和100%,碳酸钙分解率为95%,与工程实际数据吻合较好。结果表明:煤粉自涡流室顶部入炉后,先向下俯冲,再在气流的携带下转而向上运动,在分解炉柱体部分螺旋上升,其燃烧时以焦炭燃烧占主导,在涡流室上方的锥体部分及锥体部分上方的下半柱体部分形成主燃区;RDF自分解炉柱体部分下部水平入炉后,先运动至中部,旋即与煤粉流交织在一起螺旋上升,其燃烧时以挥发分燃烧占主导,在分解炉下半柱体部分形成主燃区;CaCO_3自涡流室顶部入炉后,首先在涡流室及其下方的锥体部分做涡旋运动,一部分因吸收高温气流的热量而分解,剩余大部分上旋至燃料主燃烧区,因吸收燃烧所释放的热量而分解;燃料燃烧放热与CaCO_3吸热分解相耦合后,最终在分解炉柱体部分形成了均匀、稳定的温度场。     

涡旋式分解炉内煤粉与RDF共燃过程中的交互影响

针对一实际尺寸的涡旋式分解炉,建立了煤粉与RDF共燃模型,通过数值模拟的方法研究了从不同高度入炉的煤与RDF共燃过程中的交互影响规律.研究结果表明:位于煤粉进口上方的RDF入炉燃烧后,对来自下方的未燃烬煤粉的燃烧具有一定的阻碍作用,使其燃烧速率降低了,进而使得交互作用区的温度有所降低;而位于RDF进口下方的煤粉燃烧后所产生的高温气流上升至RDF燃烧区后,则对RDF的燃烧产生了很强的促进作用,不仅使其燃烧速率提高了,而且使其燃烧路径缩短了;在燃料完全燃烧所释放的热量相等的前提下,当一部分煤粉被RDF替代后,炉内的温度梯度将变小,但平均温度会有所下降.     

管道式分解炉中褐煤燃烧耦合CaCO3分解的数值模拟

以某水泥厂管道式分解炉为研究对象,采用CFD数值模拟方法,选取合适的数学模型,模拟分析褐煤在此分解炉系统中的流场特性、煤粉燃烧特性及煤粉燃烧耦合情况下碳酸钙分解情况.模拟结果表明:从分解炉锥体切向而来的三次风与来自窑尾缩口向上运动的高速烟气流相遇后,汇合成一股高速向上运动的主气流,煤粉流与生料流随着主气流在分解炉中心处向上螺旋式运动;煤粉的燃烧主要发生在分解炉下半柱体与锥体交界附近,并形成了高温区,且燃烧区域右侧燃烧情况优于左侧;在分解炉下柱体下半区域,碳酸钙迅速分解.在不进行SNCR脱硝处理的情况下,分解炉出口处NO含量仅为246.81 ppm,完全达到国家规定水平.     

DD分解炉燃烧与分解耦合过程的数值模拟

针对一实际尺寸的DD分解炉进行了煤燃烧与碳酸钙分解耦合过程的三维数值模拟研究,其中,对连续相采用Euler坐标系下的k-ε双方程湍流模型,采用离散相模型(discrete phase model)进行颗粒相的运动轨迹计算,采用组分运输模型(species transport model)结合涡耗散概念模型(EDC)模拟煤粉燃烧及生料分解过程,采用P-1辐射模型计算气体和颗粒之间的辐射换热。计算所得煤粉燃烬率为86%,碳酸钙分解率为92.9%,与工程实际数据吻合较好,表明模拟结果的可信性。研究结果表明:来自底部向上运动的高速烟气流与两股横向三次风相遇后,汇合成一股高速向上运动的主气流,携带着煤粉流在分解炉中心处向上运动,并偏向位于分解炉侧面的出口方向;煤粉的燃烧主要发生在分解炉下半柱体部分中心处,并形成了高温区;碳酸钙则围绕着高温区迅速分解,其分解过程主要发生在分解炉下半柱体部分。     

RSP分解炉内燃烧、分解的数学模拟分析

本文以煤粉燃烧动力学、碳酸钙分解动力学及热平衡为理论基础,运用数学模拟的方法,对RSP分解炉的旋流室及混合室内的燃烧、分解情况进行模拟分析,探讨了各室的作用,为合理设计RSP分解炉提供一定的分析手段。     

基于完全燃烧模型下市政垃圾衍生燃料在水泥窑分解炉内热贡献的研究#br#

基于燃料的完全燃烧模型,对市政垃圾衍生燃料（RDF）的燃烧特性进行了分析,并对其在分解炉内的热贡献进行了模拟计算。结果表明：入窑基RDF完全燃烧时最小燃烧空气量Amin为0.335Nm3/MJ,最小燃烧废气量Vmin为0.463Nm3/MJ,均大于煤粉;对于入炉温度为20℃的入窑基RDF,当助燃空气温度为850℃时,其绝热燃烧火焰温度可达1?595.9℃,对分解炉的热贡献为4.57MJ/kg,热量利用率为72.2%,即分解炉内喂入4.95t（低位热值为6.30MJ/kg）入窑基RDF与1t（低位热值为24.49MJ/kg）煤粉产生的发热量相当,该理论计算替代量与实际生产数据的偏差率仅为3.2%;最后计算了不同水分下的临界灰分以及对应的RDF临界热值,并给出了RDF的热贡献分区用于指导水泥窑协同处置生产实践。     

基于完全燃烧模型下市政垃圾衍生燃料在水泥窑分解炉内热贡献的研究

基于燃料的完全燃烧模型,对市政垃圾衍生燃料(RDF)的燃烧特性进行了分析,并对其在分解炉内的热贡献进行了模拟计算。结果表明:入窑基RDF完全燃烧时最小燃烧空气量A_(min)为0.335 Nm~3/MJ,最小燃烧废气量V_(min)为0.463 Nm~3/MJ,均大于煤粉;对于入炉温度为20℃的入窑基RDF,当助燃空气温度为850℃时,其绝热燃烧火焰温度可达1 595.9℃,对分解炉的热贡献为4.57 MJ/kg,热量利用率为72.2%,即分解炉内喂入4.95 t(低位热值为6.30 MJ/kg)入窑基RDF与1 t(低位热值为24.49 MJ/kg)煤粉产生的发热量相当,该理论计算替代量与实际生产数据的偏差率仅为3.2%;最后计算了不同水分下的临界灰分以及对应的RDF临界热值,并给出了RDF的热贡献分区用于指导水泥窑协同处置生产实践。     

RSP分解炉内燃,分解的数学模拟分析

本文从煤粉燃烧动力学、碳酸钙分解动力学及热平衡为理论基础，运用数学模拟的方法，对ＲＳＰ分解炉的旋流室及混合室内的燃烧，分解情况进行模拟分析，探讨了各室的作用，为合理设计ＲＳＰ分解炉提供一定的分析手段。     

ILC型预分解炉内气固两相运动规律的研究

较详尽地研究了丹麦Smidth公司ILC型分解炉的气体三维流场、物料浓度分布及停留时问分布和分解炉阻力特性。探讨了炉中气流及物料的运动规律。研究表明,该分解炉虽结构简单、布置方便、阻力损失低,但炉内气流的运动不合理,致使物料及煤粉停留时间短,燃烧及反应环境欠佳,容积效率低,对低劣质燃料适应性较差。     

解决喷腾型分解炉下缩口处塌料的措施

冀东三友水泥有限公司3000t/d新型干法生产线是2002年3月建成的。在调试中,分解炉向窑尾烟室塌料,形成物料短路,造成烧成系统热工制度紊乱,产质量上不去的问题。后经与多方专家共同研究并解决了这一技术难题。1喷腾型分解炉的主要特点分解炉直接安装在窑尾烟室上,无中间连接管道,窑气喷射(30～40m/s)与(或略偏)送入三次风形成交叉流动(或略有旋流)。喷腾型分解炉有2个燃烧区即主燃区和后燃区,见图1。图1喷腾型分解炉示意注:撒料盘为改造后加上在主燃区内,气流以底部缩口首次喷腾为主;三次风分2路对称进入主燃区,煤粉也对称喷入主燃区。在三…     

六级预分解系统煤粉配比计算研究

以六级预热预分解系统为模板,通过物料和热量平衡计算,分析了增加入炉燃料量对系统参数的影响。结果表明,随着分解炉喂煤比例的逐渐增大。各级预热器和分解炉出口的气体温度及入窑物料温度逐渐升高。炉中煤粉燃烧率和碳酸盐分解率随炉煤比例的增大而提高,炉煤比例超过73%后,碳酸盐分解基本完成。随炉煤比例的增大,熟料产量大幅提高,热耗有所下降。但考虑到系统的稳定性,炉煤比例控制在71%~73%较为合理。     

双喷腾分解炉中燃烧和分解耦合数值的模拟

对水泥生产中广泛使用的双喷腾分解(dual combustion and denitration process,DD)炉系统进行了3维数值模拟研究。研究和分析了分解炉中煤粉燃烧和碳酸钙分解之间的质量和能量的耦合问题。在前人研究的基础上运用适用于工业研究的碳酸钙分解模型,对其传热传质过程进行了深入研究,为工业研究分解炉中煤粉燃烧和碳酸钙分解之间的耦合问题提供了理论依据。     

漂染污泥在电厂煤粉炉与煤混烧对环境影响分析

文章针对漂染污泥的特点,结合目前污泥混烧的研究成果,从重金属、二噁英、氮硫等方面分析了漂染废水污泥和煤在电厂煤粉炉混烧后对环境的影响,得出漂染污泥在电厂煤粉炉与煤混烧后对环境的影响可以控制的结论,具有良好的应用前景.     

焦化除尘灰的燃烧性研究

为了扩大高炉喷吹用煤煤源,降低高炉喷吹用煤成本,本试验探索用廉价的焦化除尘灰代替部分无烟煤用于高炉喷吹的可行性。采用热重分析法对混合煤粉燃烧性进行了研究,考察了其着火温度、最大燃烧失重速率和燃尽温度等燃烧特征参数。计算了混合煤粉的综合燃烧特性指数,进而评价各混合煤粉的综合燃烧性能。初步研究表明：高炉喷吹用煤中配入适当比例的焦化除尘灰,对高炉喷吹用煤的反应性影响不大。在焦化除尘灰的配比小于5%的条件下用作高炉喷吹是可行的。     

煤粉炉掺烧生活垃圾对灰渣特性的影响研究

利用小试规模煤粉炉,研究掺烧不同比例生活垃圾对燃煤灰渣特性的影响,主要包括飞灰元素组成、飞灰粒径分布、飞灰形貌、灰熔点和结渣特性等影响变化研究。结果表明,随着生活垃圾掺烧比例的增加,灰分中Ca、Fe、Cl和S元素含量增加,Al、Mg、K、Na、Ti和Si含量降低,飞灰球形颗粒分布减少,层状堆积结构增多;灰渣熔融特征温度呈平缓下降趋势,但变化范围小于2%,影响较小;掺烧量为25%时,飞灰表面发现少量褐色大颗粒。总之,生活垃圾掺烧对燃煤灰渣特性影响很小,该结果为实际煤粉炉开展掺烧生活垃圾试验提供了一定理论基础。     

富氧条件下分解炉三维流场数值模拟

以前期实验为基础,将某水泥厂KDS分解炉为原型修改成富氧燃烧的分解炉,运用fluent软件,模拟30％氧气浓度下,炉内气固两相流,根据速度云图、压力云图、CaCO3分解率的结果显示,炉内流场与实际工况较为一致,说明结果具有一定可靠性;温度云图整体高出实际工况,反映出富氧燃烧能够使分解炉内煤粉燃烧更加充分,提高燃烧效率的优点,在水泥行业中有很好的应用前景.     

Characteristics of sodium compounds on NO reduction at high temperature in NOx control technologies

Characteristics of sodium compounds additives on NO reduction at high temperature were investigated in a tube stove and a drop tube furnace. Sodium carbonate, sodium hydroxide and sodium acetate were chosen as Na additives to research the effect on NO reduction. It was found that sodium compounds could reduce NO emission and promoted NO reduction efficiency during pulverized coal combustion, coal reburning and urea-SNCR process. Adding sodium carbonate into crude coal gained 3.2%–34.8% of NO reduction efficiency on different combustion conditions during the coal combustion process. NO reduction efficiency was affected by sodium content and coal rank. Na additive performed NO reduction effect in whole Shenhua coal combustion process and in char rear combustion of Gelingping coal. Adding sodium hydroxide into the reburning coal increased NO reduction efficiency of the reburning technology. NO reduction efficiency was increased to 82.7% from 50.0% when the weight ratio sodium to the reburning coal was 3% and the ratio of the supplied air to the theoretical air of reburning fuel was 0.6. Sodium carbonate, sodium hydroxide and sodium acetate performed the promotion of NO reduction efficiency in urea-SNCR. Sodium acetate promoted NO reduction efficiency best while sodium hydroxide promoted worst at 800 °C. Sodium additives as SNCR promoter performed much better at lower temperature than at higher temperature, and they promoted NO reduction weakly in urea-SNCR when the temperature was greater than 900 °C.     

预分解窑系统在稳定运行条件下的用风

根据预分解窑系统煤粉燃烧的特点,结合国内几家预分解窑的实际生产情况,探讨了窑炉在稳定运行条件下的用风量及其风量平衡问题,强调指出烧成系统风、煤、料的合理匹配对系统正常运转的重要性,为指导工厂的实际操作提供了参考。作者通过对国内一些厂家实际生产情况的热态检测分析,发现了不少问题,诸如窑炉用风量不平衡、系统总的用风量偏高等。本文从实际生产的数据出发,着重分析了二者的用风及其风量平衡问题,以及烧成系统总的用风量及风、煤、料平衡问题,从而可为工厂的实际操作提供借鉴。     

钙基复合添加剂与煤粉混烧的燃烧特性研究

采用热重法对煤粉中掺入钙基复合添加剂的燃烧特性进行了试验研究，同时，在单角炉上研究了钙基复合添加剂对煤粉燃烧的影响，试验结果表明，以煤粉单位重量计，当添加剂掺入量在30％以下时，对着火燃烧稳定性几乎无影响，当添加剂的掺入量在30％－50％之间时，着火延迟，火焰滞后，但基本上能稳定燃烧，当添加量达到50％以上，时，会造成燃烧不稳定甚至灭火现象，还对其各种影响因素进行了探讨。