HFC分解爐全無煙煤高效燃燒數(shù)值仿真研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、本文結(jié)合郴州市重大科技計(jì)劃項(xiàng)目:分解窯無煙煤高效低NOX煅燒水泥技術(shù)研究,對全無煙煤在分解爐上的應(yīng)用燃燒開展研究。研究的目的在于新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)更加完善,向“生態(tài)環(huán)境型”邁進(jìn)。
  利用工業(yè)分析儀和熱重分析儀對湖南郴州南方水泥廠燃用的煙煤和無煙煤的燃燒特性進(jìn)行研究分析。測得煤粉的水分、灰分、揮發(fā)分、固定碳及著火溫度等這些基本數(shù)據(jù)。利用煤的著火特性指標(biāo)、燃燒烈度、燃燒特性指數(shù)對幾種煙煤和無煙煤進(jìn)行評價(jià)比較,獲知無煙煤的燃燒特性。

2、有利于無煙煤在分解爐內(nèi)燃燒時(shí),對分解爐的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化進(jìn)行理論性指導(dǎo),作出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化,以期獲得無煙煤在分解爐內(nèi)的高效燃燒。
  利用GAMBIT、FLUENT、ICEM等流體仿真模擬軟件,對日產(chǎn)2500t/d的分解爐建立幾何模型、進(jìn)行網(wǎng)格劃分優(yōu)化和模擬研究。采用雷諾平均數(shù)值模擬中的標(biāo)準(zhǔn)k-ε雙方程模型模和離散相(DPM)模型對分解爐內(nèi)的氣-固兩相流進(jìn)行模擬。對原型分解爐和分解爐分風(fēng)分級燃燒無煙煤粉和碳酸鹽

3、分解的耦合采用組分輸運(yùn)模型結(jié)合渦耗散概念的(EDC)模型進(jìn)行模擬。模擬得到原型分解爐和分解爐分風(fēng)分級燃燒的氣-固兩相流的速度分布、速度分布矢量、顆粒軌跡和燃燒無煙煤粉和碳酸鹽分解的耦合的溫度分布、揮發(fā)分分布及相關(guān)物質(zhì)的組分濃度分布。對這些模擬結(jié)果進(jìn)行了分析研究,與實(shí)際測試值比較,模擬結(jié)果與實(shí)際工程吻合較好。在此模擬的基礎(chǔ)上,對分解爐燃燒全無煙煤的高效燃燒進(jìn)行模擬優(yōu)化。通過抬高生料管的位置,延后生料的噴入讓無煙煤的預(yù)熱著火有個(gè)相對燃燒穩(wěn)定

4、區(qū);調(diào)整三次風(fēng)的溫度,加快焦炭的化學(xué)動(dòng)力反應(yīng)速率;噴煤管改為四噴,使煤粉顆粒能更好地在分解爐內(nèi)中下部均勻分布,能使其更好換熱和燃燒。通過模擬優(yōu)化得到當(dāng)生料噴煤管的高度為8.5m,三次風(fēng)溫為1223K,噴煤管為四噴時(shí),原型分解爐和分風(fēng)分級燃燒分解爐為最優(yōu)模擬結(jié)果,無煙煤煤粉的燃燼率為97.21%和97.35%,碳酸鹽的分解率為92.5%和93.6%。且在原型分解爐上建立的分風(fēng)分級燃燒更有利于無煙煤的燃燒、碳酸鹽的分解和降低污染物的排放,對

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