隧道窯氣體燃料富氧燃燒的數值模擬研究.pdf

1、隧道窯是生產無機非金屬材料的連續(xù)性燒成設備,其中燒成段是進行燒成的主要結構。本文采用計算機數值模擬的方法模擬隧道窯燒成段氣體富氧燃燒過程,研究在工業(yè)生產過程中如何利用富氧燃燒技術降低隧道窯能耗,減少污染,可以對實際窯爐的結構優(yōu)化和運行控制提供指導作用,奠定富氧燃燒技術應用于隧道窯的理論基礎。
　　本文研究了某明焰陶瓷隧道窯結構及熱工流程,利用流體分析軟件FLUENT建立該隧道窯燒成段的燃燒模型,對隧道窯燒成段進行三維數值模擬。

2、r>　　研究結果表明,隨氧氣質量分數從23％提高到38％:(1)窯內溫度場越來越均勻。當隧道窯產量一定時,富氧燃燒使得窯頂溫度減小,使用壽命延長,也減小了窯內上下溫差。(2)當燃料種類和燃料類型一定時,火焰溫度也逐步升高;當具有相同富氧氣氛時,熱值高的燃料火焰溫度高于熱值低的燃料,說明熱值高的燃料燃燒更為完全。(3)窯內氣體的擾動也更加劇烈;當燃料種類和燃料量一定時,煙氣出口流速逐漸減小;當具有相同富氧氣氛時,由于輸入總的熱量相同,熱值

3、高的燃料出口截面流速反而越低。(4)出口截面NO濃度逐漸增大,并且增大趨勢逐漸減小,其中熱力型NO與總的NO濃度變化趨勢相同,而快速型NO含量增加越來越多。(5)NO濃度場與速度場之間存在一定的對應關系,在速度小的區(qū)域,NO的濃度越高,因此,應該盡量加快窯內氣體的擾動程度以抑制NO的生成。(6)高爐煤氣CO濃度大幅減小;發(fā)生爐煤氣CO濃度增大,但是增大趨勢明顯不如高爐煤氣的減小趨勢。在相同氣氛時,熱值較高的發(fā)生爐煤氣CO濃度低于熱值較低