基于共轭传热的甲烷MILD燃烧炉内传热特性

为明确MILD燃烧方式下炉内的传热特性和机制,建立了20 kW甲烷MILD燃烧炉的共轭传热(CHT)模型,开展了燃烧、流动及传热的耦合CFD数值模拟。通过对比模拟预测结果和试验测试数据,验证了模拟方法的可靠性。结果表明,Okafor反应机理虽能准确预测MILD燃烧炉内的温度及O₂、CO分布,但会过高预测NO生成量。通过对Okafor反应机理部分含N基元反应进行修正能够提高NO预测精度。通过对比耦合CHT模型前后燃烧炉内各壁面上的温度与热流密度分布,发现未耦合CHT模型时在炉膛前墙壁面出现了逆换热现象,与实际情况不符,说明耦合CHT模型在描述炉内传热特性方面精度更高。在耦合CHT模型基础上比较了MILD燃烧与传统钝体燃烧2种方式下炉内传热机制的差异,发现相较MILD燃烧,传统燃烧在所有炉壁上的温度均高20～40℃,导致传统燃烧在炉膛前墙、侧墙及后墙上的换热量比MILD燃烧分别高0.018、0.622和0.028个百分点,排烟热损失减少0.67%。进一步对各炉壁上的对流和辐射换热进行区分,发现MILD燃烧在前墙和后墙上的辐射换热量比传统燃烧分别高2.21和24.62 ...     

不同反应气氛下高氯煤中氯的热迁移及释放特性研究

为获得不同反应气氛对高氯煤中氯的热迁移及释放特性的影响,本文在固定床反应器上开展了不同温度下新疆哈密地区万向煤的热解、气化与燃烧实验研究。结果表明:1）3种气氛下氯的释放率均随着温度的上升而升高,在800~1 000 ℃时焦中的氯快速释放;2）在200 ℃时,空气气氛下氯的释放率为12.72%,此时N2及CO2气氛下氯的释放率均在1%左右;在1 000 ℃时,空气及CO2气氛下氯释放率达到99.4%,而此时N2气氛下热解焦中由于有机碳的存在,阻碍了NaCl晶体的高温逃逸,进一步降低热解过程中氯的释放量,氯释放率仅为38.3%;3）在N2、CO2气氛中,热解、气化焦中氯主要以有机形式存在,空气气氛下焦中的氯主要以无机形式存在,当煤失去全部有机碳仅剩下灰分时,灰中的氯几乎全部以NaCl晶体形式存在。     

MILD燃烧方式下燃料NOx生成特性数值模拟

针对MILD燃烧新模式下燃料NO_x生成特性暂不清楚的问题，开展了甲烷MILD燃烧的CFD数值模拟．通过向燃料中添加不同比例的NH₃，考察了NH₃添加对MILD燃烧方式下燃料NO_x生成特性的影响，对于明确MILD燃烧降低燃料NO_x排放的可行性具有重要意义．在分析现有CH₄/NH₃反应机理可靠性的基础上提出了改进模型，并进行了甲烷MILD燃烧火焰结构和NO排放的实验验证．研究结果表明：随着燃料中NH₃含量的增加，无论是常规燃烧还是MILD燃烧下NO排放都相应提高；同时，MILD燃烧下特殊的燃料氧化过程导致NO的还原作用弱于常规燃烧，因此当燃料中初始NH₃体积分数超过1.3%后NO排放值反而高于常规燃烧．