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。     

射流参数对单烧嘴燃烧室高温空气燃烧特性的影响的数值研究

以工业炉的高温空气燃烧技术应用为背景,对一个单烧嘴燃烧室内的高温空气燃烧特性进行了数值研究。燃烧室尺寸为800 mm×800 mm×1 400 mm,燃烧器烧嘴由燃气和高温预热空气多股射流组成,其中燃料射流喷口为圆形,直径为10 mm,位于中心。空气射流喷口为5个等面积的圆形,置于燃气射流喷口周围。湍流输运方程采用标准k-ε双方程模型,气相燃烧模型采用β函数的PDF燃烧模型,辐射换热过程采用离散坐标法模拟,NOx模型为热力型NOx。对燃气射流和空气射流的进口参数对燃烧室内的燃烧特性的影响进行了模拟计算和分析。计算结果表明射流进口参数将影响和改变燃烧室内的烟气回流及其与燃料、空气的混合过程,从而影响局部温度、氧浓度的分布和决定燃烧状况、影响最终的NOx排放量。其中随着燃料射流和空气射流速度比和燃料射流倾角的增大,燃烧室内的烟气回流区域扩大,强化了燃料、空气和烟气的混合,使低氧区域扩大,燃烧室内最高温度和平均温度都降低,NOx生成量明显降低。研究结果对于工业炉的烧嘴设计有一定参考意义。     

蓄热燃烧中NOx生成规律研究

蓄热燃烧技术通过回收烟气中的余热,实现高效节能.由于采用高温空气助燃,所以NOx的生成规律和常规燃烧不同.文章以五喷口带夹角烧嘴为研究对象,采用数值模拟的方法对NOx生成进行了系统地研究,得出了助燃空气预热温度、助燃空气的含氧量、过量空气系数、空气射流的角度和钢坯吸热热流等五大因素对NOx生成的影响规律.     

高温空气燃烧NOx生成规律研究

高温空气燃烧技术通过回收烟气中的余热,实现高效节能.由于采用高温空气助燃,所以NOx的生成规律和常规燃烧不同.本文以5喷口带夹角烧嘴做为研究对象,通过数值模拟的方法对NOx生成进行了系统的研究,得出了助燃空气预热温度、助燃空气的含氧量、过量空气系数、空气射流的角度和钢坯吸热热流等5大因素对NOx生成的影响规律.     

助燃空气O2浓度对熔铝炉内温度分布及NOx生成量影响

烟气再循环技术是降低熔铝炉能源消耗和NOx排放的有效途径.为此,利用FLU-ENT软件对采用烟气再循环技术的某熔铝炉的燃烧过程进行数值模拟计算,分析了助燃空气中的O2浓度对炉内温度分布的均匀性及NOx生成特性的影响.结果表明,助燃空气O2含量的降低有利于炉内气体的混合和稀释,有利于炉膛内温度的均匀分布,也有利于减少NO...     

一种 W 型辐射管烧嘴的试验研究

通过试验研究,得到1种性能稳定且加热温度均匀的同轴平行射流扩散燃烧式W型辐射管烧嘴。该烧嘴具有点火可靠,燃烧稳定,加热温度均匀性好和有害气体排放低等优点。热态试验结果表明：试验烧嘴调节比为1：5,辐射管表面最大温差在70℃以内。当烟气中残氧浓度控制在2．34％以内时,烟气中CO排放在21×10^-6以内,NOx排放在98×10^-6以内。     

鲁宝环炉SNCR+SCR联合脱硝技术的应用研究

根据鲁宝环炉烟气温度特点、氮氧化物浓度及烟气量,研究确定了鲁宝环炉烟气采用SNCR+SCR联合脱硝工艺,脱硝剂采用尿素;并确定了脱硝装置设备组成和设备布置.根据鲁宝环炉压火、提温、空炉膛等炉况变化特点,分别建立SNCR脱硝及SCR脱硝控制模型对尿素溶液喷入量进行自动调节控制,使脱硝后NOx质量浓度保持稳定.鲁宝环炉烟气脱硝在选择性催化还原SCR脱硝装置基础上增加1套选择性非催化还原SNCR脱硝装置,烟气NOx质量浓度从300～500 mg/m3(波动大时高达800 mg/m3)降低到100 mg/m3以下,整体脱硝效率达到87％以上,脱硝前后颗粒物浓度没有增加,达到了第四时段排放标准要求.     

SL-Ⅱ型乙烯裂解炉冷态流动特性的数值模拟

对一台SL-Ⅱ型乙烯裂解炉炉膛辐射段冷态流场进行了数值模拟.通过模拟得出了该裂解炉膛辐射段冷态流场分布,进一步了解了裂解炉内的空气动力学特性,并对流场进行了定性分析.模拟结果表明,中部的高温烟气被卷吸到下部,在炉膛下部形成大的回流,有利于整个炉膛温度的均匀分布.侧壁烧嘴射流对炉膛流场影响不显著.     

加热炉烟气回流降低NOx排放的技术研究

1 780 mm热连轧加热炉高温烟气中的NO_x以热力型为主,其影响因素主要为烧嘴燃烧期间的火焰温度和氧含量。采用烟气回流方式,将一部分烟气回流到助燃空气中进行混合,在保证烧嘴功率和稳定燃烧的前提下,有效降低助燃空气中的O2含量和烧嘴燃烧过程中火焰的局部高温区,最终达到使烟气中的NO_x浓度超低排放的目的。     

明火烧嘴炉内燃烧过程的数值模拟

利用热流体模拟软件STAR-CD的EBU燃烧模型,结合热力NOx生成模型以及辐射模型,对明火烧嘴炉内燃烧过程的温度场和NOx等各种烟气成分浓度场进行了数值模拟,分析了不同燃气流量和采用烟气回流之后对炉内工况的影响.所得结论对试验起到进一步的指导作用.     

加热炉烟气反吹系统对蓄热体的影响

蓄热式加热炉在煤气换向阀切换为抽烟气时,烧嘴内的残余煤气与高温烟气发生二次燃烧,导致烧嘴局部温度瞬间高于蓄热体的最高使用温度,在高温和氧化铁粉末的共同作用下会造成煤气烧嘴第1层蓄热体出现开裂、变形、气孔堵塞的现象。研究了在加热炉上增设一套烟气反吹系统以解决蓄热体局部过烧的问题。实际应用效果表明,该系统以低温烟气将煤气烧嘴及支管内的残余煤气置换到炉内进行燃烧,不仅能杜绝煤气在烧嘴内发生二次燃烧,有效地控制蓄热体温度,延长其使用寿命,还能大幅度降低烟气中CO的含量,减少化学能耗损失和环境污染。     

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。     

内燃式热风炉燃烧器结构优化

针对内燃式热风炉在燃烧期烟气中CO含量超标问题开展研究工作,提出一种改进型的矩形燃烧器结构,在煤气通道中加入挡板来改变高炉煤气的流动方向。以某公司3号高炉热风炉为研究对象,建立了内燃式热风炉矩形燃烧器和燃烧室的三维模型。利用CFD模拟技术对矩形燃烧器的原始结构和改进后的结构进行燃烧模拟,在矩形燃烧器中加入的煤气挡板分别采用45°、60°、75° 3种倾斜角度放置,分析在不同倾斜角度下的温度场和CO浓度场。与原始结构的结果进行对比,结果表明,优化结构之后燃烧室出口截面的温度场中高温区范围有所扩大,两端眼角处的CO平均体积分数有一定程度减少。当煤气挡板的倾斜角度为60°时出口截面平均温度上升最大,平均温度从1 669 K上升到1 676 K,出口烟气中的CO平均体积分数下降最多,CO平均体积分数从0.007 028%下降到0.005 678%。     

蓄热式加热炉烟气反吹系统的设计与应用

蓄热式加热炉换向燃烧时,煤气换向阀至烧嘴之间管道里残留的煤气直接被排入大气。为了能够降低蓄热式加热炉能源消耗、减少污染排放,对蓄热式加热炉换向过程开展探究。对唐山市某钢厂一座160 t/h蓄热式加热炉设计了蓄热式加热炉烟气反吹系统,通过科学的时序控制和安全联锁,与原蓄热式加热炉控制程序合理链接,实现整套系统安全可靠运行。蓄热式加热炉烟气反吹系统的投入应用,使加热炉单位能耗由原来的0.882降低至0.823 GJ/t,CO减排率达到94.9%,同时为燃烧控制及维修提供了数据依据。     

澳斯麦特炉烟道流体有限元仿真探究及烟道优化

通过有限元仿真建立澳斯麦特炉烟道烟气流体的三维仿真模型,研究烟道中烟气的流动,并将仿真模型与澳炉大修期间烟道的实际结焦情况进行对比.对比结果表明,三维仿真的烟气流速和烟气温度与烟道结焦情况吻合,仿真模型符合实际,较为可靠.根据仿真结果和流体力学原理优化左侧烟道、水平段烟道和下灰斗后,再次进行仿真预测,结果显示:烟气负压...     

阳极焙烧实验炉的结构设计及其热工分析

模拟实际工业生产中采用的敞开环式阳极焙烧炉炉室结构,设计了一台小型、简易的实验用阳极焙烧炉。热工制度上采用了高温烟气回流混合空气助燃方案,实现了高温空气燃烧。对烟气循环倍率———炉子的一个重要运行参数对燃料消耗量、热效率、烟气混合温度、含氧量、火道内气流速度以及风机流量的影响进行了详细分析与讨论,并对该参数进行了优化选择。     

基于双旋流形式的烧结燃烧器结构优化

纯烧高炉煤气烧结燃烧器存在燃烧不稳定和脱火现象,降低了高炉煤气的燃烧效率.为了解决上述问题,提出一种新型双旋流燃烧器,模拟了该燃烧器内部的燃烧流动规律,并分析了双旋流形式对燃烧性能的强化效果.结果 表明,模型可准确预测烧结料面处的温度分布,与现场实测数据的平均误差为5.3％;双旋流燃烧器可有效提升高炉煤气的燃烧效率,相...     

节能降碳的蓄热式加热炉烟气反吹关键技术

摘要：蓄热式加热工艺是大型钢铁企业轧钢工序普遍采用的加热技术,但该工艺高频率换向蓄热燃烧导致公共管道内的燃气交替排入大气造成环境污染和能源浪费,使其成为钢铁生产流程中少有未进行污染物治理的生产工序。基于消除蓄热式加热炉热工制度缺陷,系统介绍了蓄热式加热炉烟气反吹扫技术及与之匹配的加热炉烟气反吹安全联锁与防爆技术、烟气反吹工艺设计与时序调控技术。该成果应用于某钢铁企业蓄热式加热炉（160t/h）建设国内首套换向残留燃气反吹技术示范线,该加热炉燃气放散体积分数由9.0%降低至0.208%,CO放散减排率达92%以上,轧钢燃气耗量节约4.38%。其后承建多家钢铁企业19条蓄热式轧钢加热炉烟气反吹改造工程,均取得较好效果,节能、环保及社会效益显著,同时减少碳氧化物的排放量,助力国家实现双碳目标。     

高效蓄热二次燃烧技术在加热炉中的应用

 加热炉换向阀换向时,烧嘴内滞留煤气和炉膛烟气一起被抽走排出,造成烟气中CO含量高,而且在烧嘴内形成高温区,使蜂窝蓄热体烧融、烧裂,使用寿命缩短。二次燃烧系统采用PLC换向装置,将一部分废烟气抽出,利用抽出的这部分废烟气将烧嘴内滞留煤气吹扫至炉内,进行二次燃烧。获得收益如下：二次燃烧系统使煤气的燃烧率达到90%以上,加热炉热效率达到71%以上。蓄热体使用寿命从10个月延长到18个月。大幅度地回收烟气中的CO,每年减少CO排放量接近0.2亿m3,达到环保效果。     

转炉烟道内二次燃烧和传热传质过程的研究

采用非预混燃烧模型和离散传播辐射模型,对转炉烟道内的流动、传热传质和燃烧反应进行三维数值模拟,研究炉气转变为烟气的规律和烟道内烟气浓度分布特点.结果表明,烟道内大体可分为3个区域:炉口燃烧区,卷吸的空气在烟罩附近与炉气发生燃烧反应;烟道混合区,燃烧后的烟气与未燃炉气逐渐混合,但仍有较大的成分波动;弯头混合区,烟气进一步...