煤粉鍋爐低NOx燃燒數(shù)值模擬及生物質(zhì)氣化再燃的研究.pdf

1、近年來，我國能源需求超常規(guī)增長、電力短缺、石油進口依賴度不斷增加，能源問題已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的重要因素之一。當(dāng)前，我國的能源結(jié)構(gòu)以煤為主，并且在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)將繼續(xù)維持現(xiàn)狀。煤炭的大量燃燒使用伴隨產(chǎn)生了大量包括硫氧化物（Sox）、氮氧化物（Nox）、煙塵在內(nèi)的大氣污染物，對環(huán)境帶來了嚴(yán)重的污染，直接危害人類的身體健康，已經(jīng)引起廣泛的關(guān)注。Nox 是其中一種有毒有害的污染物，因此研究新的降低Nox 排放的技術(shù)具有重要的意義。

2、 本文首先從分析燃燒過程中Nox 的生成機理著手，介紹了Nox生成的主要途徑，包括熱力型、燃料型和快速型三種。從理論上闡述了分段燃燒降低煤粉鍋爐Nox 排放的原理，并且對目前國內(nèi)主要研究機構(gòu)和大學(xué)在煤粉鍋爐燃燒數(shù)值計算方面的研究現(xiàn)狀進行了介紹，根據(jù)文獻資料和計算經(jīng)驗選擇不同的數(shù)值計算燃燒模型，對煤粉鍋爐Nox 的生成量進行數(shù)值計算。本文對用到的數(shù)值計算模型進行了介紹，包括Realizable κ-ε雙方程湍流流動模型、模擬氣相湍流燃

3、燒的混合分?jǐn)?shù)/概率密度函數(shù)模型、顆粒相離散模型、模擬煤粉揮發(fā)份析出的單步反應(yīng)模型以及模擬Nox 生成的化學(xué)動力學(xué)模型，基本闡述了本文所用到的煤粉燃燒的數(shù)值模擬過程。 然后，文章以某電廠的分段燃燒低Nox 系統(tǒng)的改造項目為背景進行了數(shù)值計算，并與現(xiàn)場的測量數(shù)據(jù)進行了對比。分段燃燒的計算結(jié)果能夠全面反映大型煤粉鍋爐爐內(nèi)煤粉燃燒時的氣相速度分布、溫度分布、氧濃度分布以及Nox 的分布情況。通過對比原始工況和空氣分段改造后的工況所得到的

4、計算結(jié)果，可以看到空氣分段燃燒可以有效降低Nox 的排放濃度，是一種有效的低Nox 燃燒方式。 最后，本文還對生物質(zhì)氣化再燃降低Nox 的技術(shù)進行了研究。介紹了目前國內(nèi)外生物質(zhì)能源的利用現(xiàn)狀及各種主要生物質(zhì)能利用技術(shù)，作為目前世界能源領(lǐng)域的研究熱點之一，生物質(zhì)能的利用應(yīng)該引起國內(nèi)能源界的足夠重視，并以多功能Nox 實驗臺架為計算背景，在對比天然氣再燃工況下數(shù)值計算和實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，模擬實驗臺架上生物質(zhì)氣化再燃對Nox 排放的影