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。     

煤粉燃烧及SNCR脱硝反应过程数值模拟

使用Fluent6.3.26对一个简单的燃烧器内煤粉燃烧及非选择性催化还原(SNCR)脱销进行了模拟。应用标准k-ε双方程模型计算气体的湍流流动,采用组分运输模型、P-1辐射模型,得到燃烧器内部的速度、压力、和浓度场信息,模拟结果与实际得到较好的吻合。     

尿素喷射速度对DD分解炉SNCR脱硝效果影响的数值模拟

以尿素为还原剂,采用选择性非催化还原(SNCR)技术对5000 t/d水泥熟料生产线的DD型分解炉内NO_x的脱除进行了数值模拟。其中,还原剂尿素喷射速度是影响分解炉内脱销效果的最重要的因素之一。本文根据实际工况参数数值模拟对比了尿素不同喷射速度下分解炉内的NO_x的浓度分布,得出了最佳的喷射速度区间,对于该类型分解炉脱销系统参数的优化具有良好的指导作用。     

进口甲烷再燃烧对煤粉燃烧以及Nox生成影响的数值模拟

A full two-fluid model of reacting gas-particle flows and coal combustion is used to simulate coal combustion with and without inlet natural gas added in the inlet. The simulation results for the case without natural gas burning is in fair agreement with the experimental results reported in references. The simulation results of different natural gas adding positions indicate that the natural gas burning can form lean oxygen combustion enviroment at the combustor inlet region and the NOx concentration is reduced. The same result can be obtained from chemical equilibrium analysis.     

125 MW煤粉炉内分级燃烧的数值模拟

对125 MW煤粉炉内两种工况的分级燃烧进行了数值模拟,得到了炉内温度、速度分布以及NOx,CO,CO2等气相组分浓度分布.结果表明,随二次风率降低、燃尽风率的增加,炉内最高温度降低,炉内高温区上移,NOx浓度降低;整个炉膛内部湍流强度都比较强烈;炉内CO和CO2浓度分布及速度分布与实际燃烧状况能较好吻合,可为低NOx燃烧技术和锅炉改造提供指导.     

三喷腾DD分解炉内煤粉燃烧的数值模拟

本文采用Ansys软件平台中的非预混燃烧模型,对于日产5000 t熟料的水泥生产线上三喷腾型DD分解炉内煤粉燃烧过程进行了数值模拟计算,从而得到了煤粉燃烧后所形成的炉内温度场和组分浓度场.模拟计算的结果表明,该类型分解炉内的高温区位于炉体下部,最高温度约为1800 K;随着炉膛高度增加,炉内温度场呈均匀降低趋势;煤粉入口处挥发份和CO的浓度较高,CO2的浓度较低,并且随着反应的继续进行,CO和O2浓度将逐渐降至0.     

煤粉细度对回转窑内NOx影响的数值模拟研究

<正>氮氧化物NOx能破坏臭氧层、产生酸雨、危害人体健康,其污染引起越来越高的重视。水泥工业是氮氧化物的重要来源之一,其排放量紧随火力发电和汽车尾气排放之后,居第三位。欧美等发达国家已经制订了水泥工业NOx排放标准,要求排放浓度在200～500mg/Nm3,瑞典提出了200mg/Nm3的独立标准。目前我国对水泥回     

影响焦炉NO_x生成的数值模拟

选取JN60型焦炉的单对立火道,利用CFD数值模拟,对传热传质过程进行仿真,计算结果与设计值基本吻合。在此基础上改变焦炉热流密度和跨越孔尺寸,从污染物源头降低NO_x的排放,从而指导工程实际。模拟结果表明,热流密度对NO_x影响很大,当热流密度为4 800 W/m~2时,NO_x浓度为742 mg/m~3,当热流密度为7 600 W/m~2时,NO_x浓度为135.1 mg/m~3,降低了约600 mg/m~3;跨越孔开度越大,则内循环率越大,反应区随之增大,反应物消耗速率降低,NO_x生成量减少。     

进口甲烷再燃烧对煤粉燃烧以及NOx生成影响的数值模拟

A full two-fluid model of reacting gas-particle flows and coal combustion is used to simulate coal combustion with and without inlet natural gas added in the inlet. The simulation results for the case without natural gas burning is in fair agreement with the experimental results reported in references. The simulation results of different natural gas adding positions indicate that the natural gas burning can form lean oxygen combustion enviroment at the combustor inlet region and the NOx concentration is reduced. The same result can be obtained from chemical equilibrium analysis.     

O_2和水蒸气对煤粉MILD燃烧影响的数值模拟

水蒸气具有与焦炭发生气化反应、降低燃烧速率等特点,空气中掺混水蒸气可能成为促进煤粉MILD燃烧实现的一种手段。基于IFRF的炉子结构,通过数值模拟研究了不同O_2和H_2O体积分数对煤粉MILD燃烧的影响。研究结果表明,不同O_2体积分数下,H_2O体积分数的增加使炉内温度分布更均匀,焦炭的气化反应比例提高,利于MILD燃烧的实现,热力型NO由798×10-6降为121×10-6。随O_2体积分数的升高,炉内温度峰值及整体温度均明显上升,较高的炉温促进热力型NO生成的同时也极大地促进了气化反应,并抑制了燃料型NO的生成。     

干煤粉气化工艺煤粉流量调节阀数值模拟

高压粉煤流量调节阀是在煤气化工艺装置中用于调节氧-煤比的关键设备。利用计算颗粒流体动力学(CPFD)方法对带有稳流管的高压粉煤流量调节阀在100%和16%开度下的工况进行模拟,重点考察了沿程压力、沿程颗粒速度、沿程颗粒质量浓度等流动特性参数的变化。结果表明:气固两相流经过调节阀一定距离后达到稳定流动,稳定流动下100%和16%开度下颗粒平均速度分别为8,6.6 m/s,颗粒平均质量浓度分别为250,240 kg/m~3;基于阀门出口压力、颗粒速度和颗粒质量浓度分布特性的分析,建议稳流管段至少为500 mm以确保气固两相流动充分发展。研究结果对高压粉煤流量调节阀的设计和控制具有一定的参考价值。     

分解炉内煤粉燃烧对CaCO3分解影响的近似分析

本文从化学动力角度，运用颗粒单元体的概念，结合工业生产中的实际操作参数，在理论上近似分析煤粉燃烧与ＣａＣＯ３分解之间的关系，为进一步理解分解炉中煤粉燃烧程度及ＣａＣＯ３分解提供一定理论基础。     

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。     

新型双流化床炉内NOx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224.48 mg·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（NH₂+O?HNO+H）、R1-N-1（N-Vol?NH₃+HCN）、R569（NCO+O₂?NO+CO₂）、R17（H+O₂?O+OH）等反应,而抑制NO_x生成的反应包括R411（NH₂+NO?N₂+H₂O）、R412（NH₂+NO?NNH+OH）、R570（NCO+NO?N₂O+CO）、R571（NCO+NO?N₂+CO₂）以及R5（Char+NO?Char+N₂+O₂）和R6（Soot+NO?n Soot+N₂+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。     

文氏管煤粉混合器的数值模拟

在煤粉工业锅炉系统中,煤粉混合器存在呼吸帽正压、风速偏低和供粉波动等问题.使用CFD软件FLUENT对煤粉工业锅炉文氏管煤粉混合器不同工况下的速度场、压力场、颗粒轨迹和供粉浓度等进行了模拟和分析,并通过实验对模拟结果进行了验证.结果表明,上述问题是由下游阻力过大、风机工作点偏差和文氏管负压区偏差等原因导致的.     

SNCR的模拟试验

NOx的选择性非催化还原法（简称SNCR）是用氨或其他氨基化合物（尿素、胺氰酸）还原NOx的方法。虽然仅需简单地按剂量喷入燃烧室，但其效果却受制于很多条件：①还原反应仅能在很狭窄的温度范围（900-1100℃）进行，然而此温度正好是分解炉的上限温度，因此往往药剂喷射点放置于窑的上升烟道内，不过具体位置不易确定。②除了温度外，影响还原效率的因素还有：药剂与气流的混合程度及其停留时间；     

简化的Solomon热解模型和旋流煤粉燃烧NO生成的数值模拟

提出一种简化的Solomon热解模型, 用于模拟煤粉燃烧NO生成数值模拟中HCN的释放.用纯双流体模型、k-ε-k_p两相湍流模型、EBU-Arrhenius燃烧模型、六热流辐射模型、双方程热解模型、简化的Solomon热解模型以及NO生成湍流反应二阶矩代数模型对旋流煤粉燃烧器内两相流动、煤粉燃烧、HCN释放以及NO生成进行了数值模拟.模拟结果与文献中实验结果的对比表明,基于简化Solomon热解模型的HCN释放模型预报结果比基于双方程热解模型的HCN释放模型预报结果好.     

尿素法SNCR对大型电站煤粉锅炉运行影响的工业试验

在660MW超临界W火焰锅炉上开展了工业试验,研究了尿素法选择性非催化还原脱硝（SNCR）投运对锅炉热效率、NOx排放、SCR入口烟道截面NOx分布及炉内烟气温度的影响。结果表明：SNCR系统喷入炉内的水汽化吸热是导致锅炉热效率降低的主要原因,喷入炉内水流量增加1.0t/h,锅炉热效率降低约0.05个百分点;稀释水流量影响尿素溶液在炉内的雾化和分配效果,在尿素用量相同条件下适当增加稀释水流量,SNCR脱硝效率会显著提高;相对于试验负荷下约2400t/h的烟气流量,SNCR喷入炉内的尿素溶液流量相对较少（占0.2%～0.5%）,因此,对炉内烟气温度影响并不明显。在一定范围内调整稀释水和尿素溶液流量对SCR入口烟道截面NOx分布的影响并不明显,但是过低的稀释水流量会影响炉内尿素混合效果,进而影响SCR入口NOx浓度在烟道截面深度方向上分布的均匀性。     

空气冷却式煤粉燃烧室数值模拟研究

双锥煤粉燃烧室在小容量工业锅炉中广泛采用水冷却方式,但随着市场对高容量锅炉需求的增加,双锥燃烧室体积增大、数量增多,如仍采用水冷却的方式将导致安装困难、水系统复杂等问题,亟需开发新的冷却方式。空气冷却形式具有结构简单、预热后的空气可以增加煤粉的着火稳定性等优点,需要考察其首次应用于双锥煤粉燃烧室中的效果。为了确定空气冷却式燃烧室燃烧和壁面冷却情况,采用数值模拟技术对14 MW工业锅炉燃烧室和炉膛进行三维建模,得到50%和100%两种负荷下不同内外二次风配风比例下燃烧室内部燃烧情况、金属壁面温度、出口火焰形状和炉膛充满度。结果表明:控制总空气过量系数不变,随着内二次风比例的逐渐增加,燃烧室内的平均温度逐渐降低;50%负荷下金属壁面温度随二次风比例的增加逐渐降低,100%负荷下金属壁面温度先降低后升高,这是内二次风助燃燃烧和外二次风的冷却共同作用的结果。随着内二次风比例的增加,金属壁面的高温区域逐渐后移,集中于后锥出口区域;在50%负荷下内二次风量占总空气量比例为0.4时,金属壁面具有最高温度930 K,100%负荷下内二次风量占总空气量比例为0.2时,壁面金属最高温度835K,2个最高温度均出现在后锥收缩段,据最高温度推荐壁面材料选取0Cr18Ni9,2种负荷下最高温度出现时燃烧室内的内二次风配风量为2 600 Nm3/h,应尽量使内二次风远离此配风量;50%负荷下燃烧室平均温度、金属壁面平均温度及最高温度均高于100%负荷,是空气冷却结构需要重点考察的工况。随着内二次风比例的逐渐增加,火焰长度先增加后减小,当内二次风过小时,出口气速较小,外二次风具有向中心的速度分量,火焰主要集中在炉膛前部。随着内二次风比例的增加,出口速度增大,火焰变长变细。但随着比例的继续增加,外二次风的轴向速度变小,出口火焰的旋流强度完全由二次风决定,出口旋流强度的增大导致了火焰的变短变粗,在2种负荷下,火焰长度较长时,内二次风比例为0.4~0.5。内外二次风比例为0.5∶0.5时,燃烧室内燃烧情况和壁面温度均匀稳定,火焰在炉膛内的充满度最好,是2个考察负荷下均较适合的运行参数。     

分解炉喷煤管方位对NO生成量影响的数值模拟

通过应用CFD对四种不同喷煤管方位的分解炉进行数值模拟,分析不同喷煤管方位分解炉的气相流场和气固相流场及炉内燃料燃烧强度得出NO的生成与消耗规律。即分解炉中喷煤管方位的变化通过影响局部流场影响燃料燃烧强度,进而影响NO的生成量,总结出喷煤管方位与YZ面夹角为34°时既有良好的燃料燃烧强度又有较低的NO浓度,夹角为17°时有较高的燃料燃烧强度和较高的NO浓度。该数值模拟研究结果为分解炉设计及改造提供了参考。