二次空气对高温低氧空气燃烧污染物排放的影响

利用数值模拟软件分析了二次空气对高温低氧空气燃烧污染物排放的影响.应用分级燃烧技术的燃烧器不仅使燃烧室内具有较高的温度水平,温度场均匀,燃烧效率高,而且NOx的生成量也较低,可以达到节约燃料和降低污染物的综合效果.计算结果分析表明:分级燃烧的二次空气配比对燃烧室内的NOx排放有较大影响.当一次空气占40%左右时NOx排放最少.     

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。     

高温低氧燃烧技术在唐钢高线厂的应用

为了使应用高温低氧燃烧技术的加热炉达到高效节能、低污染物特别是低NO_x排放的目的,采用计算机数值模拟优化设计了加热炉的蓄热式燃烧系统,并运用冶金反应工程学方法开发了成套技术.该技术在唐钢高速线材厂的实际应用表明:在热装钢坯条件下单位能耗为0.879 GJ/t,炉子热效率在67%以上,各蓄热室的排烟温度在160℃以下,NO_x排放小于40×10^-6(体积分数).     

连续式换热高温低氧燃烧炉内烟气组分研究

本文对连续式换热高温低氧燃烧系统进行了实验研究和数值模拟,并对比分析了空气预热温度对炉膛尾部烟气组分的影响。实验结果表明:空气预热温度越高,炉内的温度水平越高,燃烧越充分,炉膛尾部烟气中CO、C_xH_y、H₂的含量先快速升高到最大值然后逐渐降低,NO_x的排放量先增加后略有下降,再继续上升。由于实验条件的限制和数值模拟的简化,实验数据和模拟结果存在数值上的差异,但烟气组分的变化趋势是基本吻合的。     

高温低氧条件下平焰燃烧NOx生成特性的研究

针对强旋流平焰燃烧采用高温低氧燃烧条件,应用粒子成像测速技术(PIV)对烧嘴下方的主要燃烧区速度场进行了测量,同时对炉内温度场,排烟口NOx进行测量。经过实验研究,在高温低氧燃烧条件下,燃烧稳定,燃气燃烧完全,燃烧区温度分布均匀,NOx生成量下降到30×10-6。通过蓄热室,空气由20℃预热到200℃,烟气温度由800℃降低到80℃,达到了节能环保的效果。     

基于基元反应动力学观点的CO／H2／N2燃气高温低氧燃烧的数值模拟

应用FLUENT软件,采用k-ε模型对CO/H2/N2的湍流高温低氧燃烧进行模拟,得到不同空气预热温度下温度场、流场、组分分布特性及变化规律.针对模拟结果,从自由基基元反应动力学理论出发,采用详细的化学反应模型,结合Kintecus化学计算软件进行煤气高温低氧燃烧的数值模拟,得出火焰温度、各种自由基浓度、NOx浓度等变化规律.结合两方面分析结果找出变化规律,为实际燃烧中污染物的有效控制提供理论依据.     

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。     

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。     

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。     

逆向式高温蓄热空气燃烧过程的数值研究

逆向式高温蓄热空气燃烧是一项节能、环保的新技术。数值研究了氧气浓度和燃气流量的变化对逆向式高温空气燃烧火焰特性的影响。适当地降低燃料进口流量和预热空气中的氧气浓度 ,可以使温度场分布更加均匀 ,减少炽热火焰的产生 ,并大幅度地减少NOx 的排放。     

工业炉内高温低氧反应气氛的建立

高温低氧空气燃烧要求同时具备８００℃以上的高温助燃气施和１５％以下的炉内低氧浓度等燃烧条件,该种燃烧装置的核心部件是经济紧凑、可极限回收Ｙｏｎｇ气余热的蓄热体,介绍了该种燃烧装置的设计思路,解释了其关键技术,列举了其应用范围。     

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。     

Numerical Simulation of Combustion Characteristics in High Temperature Air Combustion Furnace

 The influences of air preheating temperature, oxygen concentration, and fuel inlet temperature on flame properties, and NOx formation and emission in the furnace were studied with numerical simulation. The turbulence behavior was modeled using the standard k ε model with wall function, and radiation was handled using discrete ordinate radiation model. The PDF (probability density function)/mixture fraction combustion model was used to simulate the propane combustion. Additionally, computations of NOx formation rates and NOx concentration were carried out using a post processor on the basis of previously calculated velocities, turbulence, temperature, and chemical composition fields. The results showed that high temperature air combustion (HiTAC) is spread over a much larger volume than traditional combustion, flame volume increases with a reduction of oxygen concentration, and this trend is clearer if oxygen concentration in the preheated air is below 10%. The temperature profile becomes more uniform when oxygen concentration in preheated air decreases, especially at low oxygen levels. Increase in fuel inlet temperature lessens the mixing of the fuel and air in primary combustion zone, creates more uniform distribution of reactants inside the flame, decreases the maximum temperature in furnace, and reduces NOx emission greatly.     

蓄热式高温空气燃烧技术的应用

蓄热式高温空气燃烧技术具有：回收利用烟气废热、降低废气（CO2、CO、SO2和NO2等）排放量、合理利用低热值煤气等节能、环保技术特点.在此介绍了蓄热式高温空气燃烧技术的原理,简述了国内外蓄热式高温空气燃烧技术的发展趋势.认为蓄热式高温空气燃烧技术的广泛应用将会产生极大的经济效益和社会效益,而且对环境保护也具有积极推动作用.     

顶燃式预热炉在高风温技术中的应用

鞍钢新2号、新3号高炉热风炉应用了顶燃式预热炉来预热助燃空气的高风温技术.通过对预热炉烘炉过程、生产实际应用效果和性能的分析,说明采用顶燃式预热炉后,热风炉具有风温波动小、燃料成本低等优点,可为高炉提供1200℃以上的热风.     

高温低氧燃烧方法的应用初探（二）

采用高温低氧燃烧方法可解决污染问题 ,并且还可以用燃料不换向技术来进一步简化燃烧系统。因此各种工业炉广泛地应用这种技术 ,已成为目前节能和环保最有效的措施之一 ,是燃烧技术的一次重大革新。     

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。     

高温低氧燃烧方法的应用初探（一）

采用高温低氧燃烧方法可解决污染问题 ,并且还可以用燃料不换向技术来进一步简化燃烧系统。因此各种工业炉广泛地应用这种技术 ,已成为目前节能和环保最有效的措施之一 ,是燃烧技术的一次重大革新