高温空气燃烧炉内燃烧特性的数值研究

采用数值模拟法,研究了高温空气燃烧炉内不同空气预热温度、氧气浓度和燃气入口温度对火焰特性和NOx生成和排放的影响规律。研究表明,在提高空气预热温度、降低氧气浓度条件下,在较大范围内进行燃烧,火焰体积变大,炉内温度的峰值相应降低,温度分布更均匀,NOx的生成量大幅度降低。提高燃气入口温度,可抑制燃料和空气在主燃烧区的混合,使火焰内反应物的分布更加均匀,抑制了热力NO的生成,从而减少了NOx的排放量。     

焦化炉燃烧工艺参数优化及性能评价研究

针对某炼油厂焦化装置加热炉存在的“排烟温度高”、“炉效低”等问题,采用CFD方法,对不同工况下加热炉内燃料气的燃烧情况进行了数值模拟,获得了空气系数、预热空气温度等燃烧过程操作参数对火焰形貌、炉内温度均匀性以及污染物生成的影响规律.在此基础上,综合分析燃烧、换热效率、烟气露点、污染物控制等因素,确定了该加热炉操作过程中最佳的空气系数与预热空气温度,并验证了所选参数的可行性.     

烟气自循环加热炉内预热空气温度对燃烧过程的影响

高温空气燃烧技术中预热空气温度对炉膛内的燃烧特性及火焰特性有重要的影响。就不同预热空气温度对烟气自循环加热炉的影响进行了模拟研究。结果发现：预热空气温度一般加热到900～1100K为最佳。NOx浓度随着预热空气温度的升高而增大,一旦预热空气温度超过1500K,NOx的生成量将急剧升高。     

顶燃式热风炉高温低氧燃烧技术

 NOx是制约热风炉实现高风温长寿的主要技术障碍。为有效抑制和降低热风炉燃烧过程生成的NOx,研究分析了NOx的生成机制,运用热力型NOx生成模型计算了热风炉燃烧过程NOx生成速率和生成量,开发设计了基于高温低氧燃烧技术（HTAC）的新型顶燃式热风炉,采用CFD仿真模型对比研究了常规热风炉和高温低氧热风炉的燃烧过程和特性。计算得出2种热风炉的温度场分布和火焰形状、浓度场分布以及NOx的浓度分布。研究结果表明,高温低氧热风炉的温度场分布均匀,在相同拱顶温度下,NOx生成量仅为80×10-6,比常规热风炉降低约76%。高温低氧热风炉可以获得更高的风温并可以有效减少NOx排放,实现热风炉高效长寿和节能减排。     

燃气炉内燃烧工况对NOx生成特性的影响

降低NOx的排放量是燃气炉洁净燃烧过程的重要研究内容之一。建立单烧嘴平焰燃烧炉实验模型，通过准确测量炉内温度场和烟气中NOx，研究了空气预热和空气不预热两种工况对炉内火焰特性、温度场和烟气中NOx生成特性的影响规律。研究结果表明：空气预热工况下燃烧区和炉膛顶部温度场更加均匀，进而有效降低烟气中NOx的浓度。     

几何结构影响高温空气燃烧特性的数值分析

通过改变燃料喷口周围空气喷口分布夹角,采用数值计算的方法研究了高温空气燃烧特性的变化,包括燃烧温度场、速度场和NOx的生成和出口排放情况。模拟结果说明,减小空气分布夹角可以降低燃烧区最高温度和平均温度,扩大燃烧室内低氧范围,有效抑制热力型NOx的生成和排放。所采用的计算模型和计算方法可以较好地模拟高温空气燃烧过程,计算结果可信。     

AOD蓄热式烘烤过程热行为与NO排放的数值模拟

采用新型AOD蓄热式烘烤器对120 t AOD设备烘烤过程炉内温度分布和NO排放量进行了数值模拟,分析了空气预热温度(1273～1473 K)、空气进口与燃气人口间的相对距离L(0.28～0.51 m)对流场、温度场和NO排放的影响。结果表明,随L值增加,炉内最高温度下降,气体温度均匀性提高,NO生成量降低;空气预热温度提高,炉内气体温度升高,反应区NO含量升高。空气预热温度1273 K即可满足要求。     

一种新型烧嘴及其高效节能低污染特性分析

本文介绍了一种新型烧嘴的结构和工作原理。陶瓷蓄热体和切换阀是其两个主要部件。高温烟气和低温空气在切换阀的控制下,交替地通过陶瓷蓄热体,从而实现烟气余热回收和助燃空气的预热。助燃空气的预热温度可高达800℃以上。燃料被分成一次燃料和二次燃料两部分,总量很少的一次燃料与高温助燃空气在烧嘴内直接混合燃烧,而总量很多的二次燃料则被直接喷入炉瞠内进行高温低氧条件下的燃烧。文章对高温低氧燃烧方式的高效节能、低污染特性进行了分析。结果表明,采用高温空气燃烧技术实现60％的节能率和低NOx排放是可能的。     

降低热媒炉NO_x排放量的数值分析及验证

对某热媒炉NOx排放量超标的问题进行研究。采用CFD手段,对其进行结构优化设计;采用空气分级燃烧技术,预测NOx排放,得到了不同工况下的炉内温度及O2、CO和NOx等浓度分布。数值预测和试验结果都表明:在采用空气分级燃烧技术的情况下,增大二次空气量可以有效地减少NOx的生成排放,很好控制燃烧产物对大气的污染;在数值模拟中观察到随着二次空气量的增加,炉膛最高温度和平均温度降低,火焰或向一侧偏斜。该研究为空气分级低NOx燃烧系统改造效果的预报和应用提供重要参考依据。     

平焰炉内燃气管位置对NO_x生成特性的影响

控制氮氧化物(NOx)的生成是燃气炉燃烧过程洁净优化的重点。采用燃气试验炉和综合烟气分析仪等设备,研究了燃气管插入深度对平焰燃气炉内火焰特性、温度场和烟气中NOx生成特性的影响规律。准确测量了不同燃气管插入深度下炉内中心垂直剖面温度和烟气中NOx含量,分析了不同燃气管插入深度条件下炉内火焰特性。结果表明:适当降低插入深度可以使燃烧区域扩大并降低炉膛顶部局部高温区温度,进而有效降低烟气中NOx的含量。     

煤高温空气气化和高温贫氧燃烧一体化系统开发

针对国内工业炉窑能源结构不合理、效率低、污染严重的现状，结合煤高温气化和高温贫氧燃烧技术的特性，将2项技术有机地结合，开发研制了1套煤高温空气气化与高温贫氧燃烧一体化实验系统。该系统具有大幅度节能；燃气热值提高、燃料利用范围扩大；NOx排放量低、环境污染小；过剩空气系数低；结构简单、紧凑，系统综合热效率高，经济性好；炉温均匀分布，换热效率提高；采用炉外冷循环，易获得贫氧条件等特点。系统的研制将为中国工业炉窑的燃煤技术改造、系统节能和国家环境保护开辟一条新路。     

烟气回流技术在蓄热式轧钢加热炉的应用

采用高温空气燃烧技术结合烟气回流专利技术可以实现高温低氧燃烧,即预热空气高于800℃,含氧量低于21%的燃烧.以韶钢宽板厂加热炉高温空气燃烧技术的改造实践为基础,介绍了应用烟气回流专利技术的效果.实践表明,烟气回流专利技术可以降低能耗,提高产量,减少NO,排放.     

炉膛结构对炉内NOx生成的影响

分析了炉膛结构以及烧嘴布置方式对流场、火焰温度、组分分布和NOx生成量的影响.研究结果表明当炉膛顶部同时布置烧嘴和排烟口时,燃烧主射流对炉膛排烟的卷吸将降低助燃空气射流中的氧气浓度和燃气射流中的可燃物浓度,进而降低氮氧化物的排放;此外,NOx排放量同烟气在炉内停留时间有关,其浓度将沿烟气流程逐渐增加.     

富氧燃烧技术在陶瓷烧成工艺中的应用

对富氧燃烧技术在陶瓷烧成工艺中的应用展开了分析与评价.分析表明,随氧浓度的增加,理论空气需求量呈非线性减少,排烟量和热损失也随之减少.火焰温度的上升,导致CO2和H2O分子辐射力的加强,也导致NOx的生成先快速上升而后快速下降,并对过剩空气系数、燃料的燃点温度和燃烧速度等产生了影响.     

吸入式U型辐射管烧嘴的实验研究

对吸入式U型辐射管烧嘴进行了实验研究,得到了烧嘴的P-V曲线。实验表明:采用分级燃烧方式合理控制助燃空气一次风、二次风的配比,可改善烧嘴的燃烧强度、火焰长度及辐射管的表面温度分布;分级燃烧对抑制NOx的生成有重要的作用。     

梭式窑高温空气燃烧的数值模拟

对梭式窑内流动及燃烧进行数值模拟。研究发现,燃料喷嘴与空气喷嘴位置对调前NOx的生成量为4406.09×10-6,对调后仅为1555.95×10-6,以此为依据确定了燃料喷嘴与空气喷嘴的相对位置。研究还表明,相同质量流量的常温空气(303K)助燃时,NOx的生成量为465.62×10-6,而预热空气(1212K)助燃时,NOx的生成量为1555.95×10-6。     

氧气高炉风口前燃烧带数值模拟

根据气膜传质控制理论,在物料平衡和能量平衡的基础上,建立了O2高炉风口前燃烧带数学模型,模拟了不同鼓风速度和O2湿度条件下风口前燃烧带内气体各组分浓度场和温度场分布情况。模拟结果表明：改变鼓风速度可以调节风口前燃烧带气体温度和浓度分布,从而调节O2高炉软熔带形状及煤气流分布;增加鼓风湿度可以降低风口理论燃烧温度,增大还原煤气中H2含量。     

响应曲面法优化红土镍矿富集镍

摘要：为了从源头实现铁矿烧结NOx减排，采用燃料燃烧及烧结杯实验，使用烧结用生石灰改性燃料，研究生石灰改性用量（生石灰与燃料质量比）对燃料燃烧过程N转化率和NOx排放量（每克燃料燃烧排放NOx的质量）的影响。结果表明，在0～3.0%（质量分数）的范围内，随着生石灰改性用量提高，燃料燃烧N转化率及NOx排放量降低，烧结过程NOx平均浓度降低。当生石灰改性用量超过3.0%(质量分数)时，NOx减排效率有所降低。结合烧结指标综合考虑，适宜生石灰改性用量为1.0%～3.0%。     

高温空气燃烧技术在加热炉上的应用

介绍了高温空气燃烧技术及其燃烧机理，结合钢铁企业的能源结构，从理论上研究了高炉煤气在高温空气燃烧技术的支持下应用于加热炉的燃烧特性，说明了高温空气燃烧技术在加热炉上的应用具有节能，环保等的多重效果。     

生石灰改性燃料对其燃烧及烧结过程NOx排放的影响

摘要：为了从源头实现铁矿烧结NOx减排,采用燃料燃烧及烧结杯实验,使用烧结用生石灰改性燃料,研究生石灰改性用量（生石灰与燃料质量比）对燃料燃烧过程N转化率和NOx排放量（每克燃料燃烧排放NOx的质量）的影响。结果表明,在0～3.0%（质量分数）的范围内,随着生石灰改性用量提高,燃料燃烧N转化率及NOx排放量降低,烧结过程NOx平均浓度降低。当生石灰改性用量超过3.0%(质量分数)时,NOx减排效率有所降低。结合烧结指标综合考虑,适宜生石灰改性用量为1.0%～3.0%。