焦炉立火道NO_x形成的数值模拟

针对焦炉立火道内的废气循环燃烧多浓度场过程开展数值模拟,详细研究了空气和煤气入口尺寸及废气循环对NO_x生成的影响。结果表明,NO_x绝大部分是在上升立火道高度方向的中间位置高温区生成;增加外循环烟气量可以降低燃烧温度和缩小高温区域,从而降低NO_x生成量;当外循环率为20%时,最高温度降低88℃,温度场更加均匀;当入口面积减小为原来的1/2时,内循环率增加至原来的1.95倍,NO_x排放量降低13.7%。     

焦炉分段加热技术对NO_x生成的影响

采用CFD数值模拟方法对焦炉燃烧室的温度分布及NO_x浓度场进行了研究,分析了不同燃烧介质下分段加热技术的应用效果及不同空气分配比例对NO_x生成的影响。模拟结果表明在采用焦炉煤气加热条件下,空气分段加热技术能有效提高燃烧室高向温度分布均匀性,降低NO_x的生成量。     

四角切圆锅炉富氧燃烧对NO_x生成影响的数值模拟

采用RFG富氧燃烧方法在新疆某电厂350 MW机组锅炉上进行数值模拟,对燃烧时炉内温度场、CO与O2及NOx排放进行分析。结果表明:在21%、25%、29%富氧燃烧工况下,NOx排放浓度均低于空气燃烧时的浓度;四角切圆燃烧煤粉锅炉采用富氧燃烧后,炉膛出口NOx浓度由空气燃烧时的359 mg/m3分别降低到235 mg/m3、272 mg/m3、305 mg/m3;高浓度的CO2与煤粉反应生成CO,形成还原性氛围,有助于抑制NOx生成以及增大对已生成NOx还原的概率;在氧气含量为21%的浓度下,通过增加循环烟气中NO含量可以减少NOx的生成和排放。     

新型双流化床炉内NO_x生成特性数值模拟

运用煤燃烧及NO_x生成的详细化学反应机理,通过搭建一维化学反应器网络(1D-CRN),对一个新型双流化床(DCFB)内燃料型N转化为NO_x的基元化学反应进行了敏感性分析并讨论了反应温度、过量空气系数以及一、二次风配比对燃料型NO_x生成的影响。研究发现,在相同条件下,循环流化床炉膛出口的NO_x排放值为224.48mg·m~(-3),而双流化床炉膛出口的NO_x排放值为97.29 mg·m~(-3),双流化床对于燃料型NO_x的减排幅度达到了56.66%。此外,促进NO_x生成的基元反应主要有R398(NH_2+O→HNO+H)、R1-N-1(N-Vol→NH_3+HCN)、R569(NCO+O_2NO+CO_2)、R17(H+O_2O+OH)等反应,而抑制NO_x生成的反应包括R411(NH_2+NON_2+H_2O)、R412(NH_2+NONNH+OH)、R570(NCO+NON_2O+CO)、R571(NCO+NON_2+CO_2)以及R5(Char+NO→Char+N_2+O_2)和R6(Soot+NO→n Soot+N_2+CO)等反应。这说明反应区域氧气浓度是影响NO_x生成的关键,低氧浓度可抑制燃料N向NO_x转化。另外,NO_x生成值随着反应温度的升高而降低,但随着过量空气系数和一次风所占比例的增大而增加。     

焦炉结焦过程立火道NO_x生成特性研究

以6m燃高炉煤气的焦炉单对立火道为研究对象,采用CFD数值模拟方法对焦炉加热过程中热力型NO_x的生成规律和影响因素进行研究。研究结果表明,过量空气系数对NO_x生成有很大影响,随过量空气系数增加,NO_x浓度呈现先增加后减小的趋势;立火道对外热流密度对NO_x生成也有很大影响,热流密度减小,燃烧最高温度增加,NO_x生成量也增加;对不同的热流密度,过量空气系数对立火道内温度分布和NO_x浓度分布的影响程度不同。     

韩国浦项制铁焦炉减排NO_x

<正>浦项制铁共有10座焦炉,其中,5.15m焦炉4座,6.7m焦炉6座。为提高生产效率,焦炉开工率从2009年的109.5%提高到2010年的127.3%。按照新的开工率,必须提高焦炉的温度,这样会导致更多的NOx排放。废气循环以及分段燃烧可以减少NOx的产生,并已经应用于新建焦炉,但对旧焦炉因为难以改造而无能为力。为此开发了利用现有焦炉煤气烧嘴供入二次空气,形成空气分二段供入的燃烧系统,从而降低火焰燃烧温度,减少NOx的产生。测试结果显示,第二段空气供应量为32%     

焦炉传热数值模拟发展趋势的探讨

在对焦炉的加热工艺特点进行详细分析的基础上,综述了焦炉加热中的各种数学模型,建立了目标火道温度的模型,并预测数学模型在焦炉中应用的发展。     

焦炉燃烧室氮氧化物形成的数值模拟

氮氧化物是一种严重的大气污染物,对生态系统有严重的危害。利用数值模拟方法模拟焦炉燃烧室以获得燃烧室中氮氧化物形成的详细信息,并预测废气循环与空气预热温度对氮氧化物形成的影响。对废气中氮氧化物浓度的预测值与实测值进行了比较。结果发现由于同时具备高温度与高氧气浓度,绝大多数氮氧化物在上升立火道高度方向的中间位置形成,而在立火道的其他位置,或者被低温影响,或者受低氧气浓度影响,氮氧化物的形成反应减少;焦炉燃烧室中采用废气循环装置和降低空气预热温度是减少氮氧化物形成的有效方法。此项研究有助于理解焦炉燃烧室中降低氮氧化物形成的方法。     

热回收与常规焦炉NO_x生成机理及生产数据对比

介绍了炼焦过程中热回收焦炉及常规焦炉NO_x的生成机理。热回收焦炉燃烧废气中NO_x含量较低,可直接排放,比常规焦炉更环保。     

煤层气燃烧器流动及NO_x生成特性数值研究

针对煤层气热值低的特点,设计了一台煤层气旋流燃烧器,采用数值模拟方法研究了不同热负荷及过量空气系数对燃烧性能的影响,并计算了燃烧污染物的生成.结果表明,在燃烧区域存在逆压梯度,加强了烟气的扰动,有利于形成稳定的高温区,提高燃烧效率.燃烧器负荷调节范围大,低负荷时仍能保持较高的燃烧温度和燃烧效率.过量空气系数为1.05时燃烧温度最高,此时NOx生成最多,仅为25.1 mg/m3.     

焦炉低NO_x排放控制技术研究进展

对国内焦化脱硫脱硝现状、焦炉低NOx排放控制技术进行了概述,提出在充分研究脱硫脱硝机理的基础上,将传统炼焦工艺与脱硫脱硝环保技术有机结合,可望实现炼焦行业环保、经济、可持续发展。     

焦炉气催化部分氧化的数值模拟

利用F luent中标准κ-ε模型和多孔介质模型对焦炉气催化部分氧化转化炉进行模拟计算。整个反应床层分为氧化反应区和转化区,氧化反应区主要发生燃烧反应;转化区则装填催化剂,发生甲烷重整反应。通过模拟计算给出了转化炉内温度分布、压力分布、组分摩尔分数分布。转化炉出口的温度与气体摩尔分数与Aspen P lus软件模拟结果相吻合。表明CFD模拟结果是准确的,可用于焦炉气催化部分氧化转化炉的工艺和结构设计中。     

焦炉加热制度与NO_x排放相关性探讨

简要介绍7m大容积焦炉加热制度特征,针对焦炉废气盘风门开度、交换时间以及标准温度等工艺参数对焦炉烟气NO_x排放浓度进行分析研究,寻求建立降低焦炉烟气NO_x排放浓度的新型焦炉加热工艺制度,从而实现控制焦炉烟气NO_x污染源,为后续实现脱硝超低排放指标减轻压力。     

焦炉烟气SO_2和NO_x排放控制

分析了焦炉烟气中SO_2、NO_x的来源及排放浓度,讨论了控制SO_2和NO_x的排放措施,介绍了目前研究较多的焦炉烟气治理技术。建议焦化企业加强SO_2、NO_x排放的源头控制和过程控制,难以通过加强管理满足排放标准的企业应考虑采用末端治理技术,使焦炉烟气排放达到国家排放标准要求。     

焦炉加热制度对氮氧化物生成的影响

针对焦炉烟囱间断性冒青烟、废气中氮氧化物含量偏高的问题,探讨了焦炉标准温度、换向过程及空气过剩系数对氮氧化物生成的影响,从而根据氮氧化物的影响因素制定合理的加热制度。     

基于LSSVM和遗传算法的焦炉NO_x控制技术研究

从焦炉加热的工艺流程和燃烧过程中NOx的生成机理出发,总结出影响焦炉加热过程中氮氧化物生成的主导因素,提出了基于LSSVM和遗传算法的焦炉NOx排放控制策略。     

焦炉燃烧室氮氧化物形成的数值模拟（英文）

氮氧化物是一种严重的大气污染物,对生态系统有严重的危害。利用数值模拟方法模拟焦炉燃烧室以获得燃烧室中氮氧化物形成的详细信息,并预测废气循环与空气预热温度对氮氧化物形成的影响。对废气中氮氧化物浓度的预测值与实测值进行了比较。结果发现由于同时具备高温度与高氧气浓度,绝大多数氮氧化物在上升立火道高度方向的中间位置形成,而在立火道的其他位置,或者被低温影响,或者受低氧气浓度影响,氮氧化物的形成反应减少;焦炉燃烧室中采用废气循环装置和降低空气预热温度是减少氮氧化物形成的有效方法。此项研究有助于理解焦炉燃烧室中降低氮氧化物形成的方法。     

煤粉炉SNCR对SO_3生成影响的数值模拟

基于详细化学反应机理,利用CHEMKIN-PRO软件中的平推流反应器研究了选择性非催化还原(SNCR)脱硝过程对SO_3生成作用,以及烟气中SO_2、NO、O_2和H_2O的体积浓度对SO_3生成量的影响。结果表明,氨的注入改变了SO_3生成机理和主要路径,明显促进烟气中SO_2向SO_3氧化。在NH_3的体积浓度为300μl·L~(-1)、SO_2的体积浓度为2000μl·L~(-1)、停留时间1.9 s内温度从1373 K降低至573 K时,生成的SO_3体积浓度大于10μl·L~(-1)。随着SO_2体积分数的降低,生成的SO_3体积浓度减小,但转化率有所增加;此外生成的SO_3体积浓度随O_2体积浓度、NO体积浓度和停留时间的增加而增加,随着H_2O体积浓度的增加而减小。燃用高硫煤时,SNCR对SO_3的生成作用必须给予重视。     

煤粉炉SNCR对SO3生成影响的数值模拟

基于详细化学反应机理,利用CHEMKIN-PRO软件中的平推流反应器研究了选择性非催化还原（SNCR）脱硝过程对SO₃生成作用,以及烟气中SO₂、NO、O₂和H₂O的体积浓度对SO₃生成量的影响。结果表明,氨的注入改变了SO₃生成机理和主要路径,明显促进烟气中SO₂向SO₃氧化。在NH₃的体积浓度为300 μl·L^-1、SO₂的体积浓度为2000 μl·L^-1、停留时间1.9 s内温度从1373 K降低至573 K时,生成的SO₃体积浓度大于10 μl·L^-1。随着SO₂体积分数的降低,生成的SO₃体积浓度减小,但转化率有所增加;此外生成的SO₃体积浓度随O₂体积浓度、NO体积浓度和停留时间的增加而增加,随着H₂O体积浓度的增加而减小。燃用高硫煤时,SNCR对SO₃的生成作用必须给予重视。     

流动体系下水合物生成及其影响的CFD-PBM数值模拟

海底油气混输管线因水合物生成引起堵塞问题备受关注。基于CFD-PBM模拟海底管道实际工况下水合物的生成过程,分析水合物生成对气泡的聚并和破碎行为及各相流速的影响,结果表明:当管道的运行环境达到水合物形成条件时,在气液界面逐渐有水合物生成,并在管壁上方堆积。水合物生成消耗一定量气体,导致压降降幅增大,同时产生的水合热导致局部温度升高,但传热受阻使得流体温度提升较小。没有水合物生成时,气泡以聚并为主,气泡直径分布较窄且相对均匀。水合物生成后,气泡大小分布范围变宽,但主要集中在较小直径范围。水合物在气液界面生成并在管壁上方堆积,导致流速局部分布不均,相间滑脱加剧。研究管道流动体系下水合物生成及其影响为管输水合物浆液的稳定安全流动提供理论参考。