基于FLUENT的垃圾热解气MILD燃烧研究

随着社会经济发展,我国各类垃圾产量显著增加,新型热解法处理的垃圾热解气高效清洁利用研究相继开展.本研究采用FLUENT软件对垃圾热解气在燃烧器中的低氧稀释混合(MILD)燃烧状况进行数值模拟,研究了燃料喷管孔径、空气喷管孔径、燃料喷管和空气喷管间距、空气喷管分布以及热值波动对燃烧室内燃烧及NO排放的影响.结果表明:空气...     

煤燃烧排放有机污染物的试验研究

用色谱／质谱／红外联用系统研究了原煤二氯甲烷浸取液及燃烧排放烟气、飞灰中几类主要有机污染物的分布，如脂环烃、苯系物、多环芳烃和直链烃等的含量和种类随浸取时间、燃烧温度和气氛、煤种、不同燃烧方式（流化床和固定床燃烧）的变化而改变的规律。获得煤燃烧排放有机污染物的一种特性。     

煤燃烧排放有机污染物的试验研究

用色谱／质谱／红外联用系统研究了原煤二氯甲烷浸取液及燃烧排放烟气、飞灰中几类主要有机污染物的分布，如脂环烃、苯系物、多环芳烃和直链烃等的含量和种类随浸取时间、燃烧温度和气氛、煤种、不同燃烧方式（流化床和固定床燃烧）的变化而改变的规律．获得煤燃烧排放有机污染物的一般特性．     

大功率中速米勒循环柴油机NO_x排放特性数值模拟

分别采用AVL Boost和Fire软件建立大功率中速柴油机整机及缸内仿真模型,并使用柴油机台架性能实验结果进行标定和验证,分析多种Miller正时、压缩比及喷油正时设计方案对柴油机燃烧和NOx排放的影响规律。研究结果表明:进气门关闭正时提前会使NOx排放下降且预混合燃烧部分放热率峰值升高;提高几何压缩比使Miller循环方案的预混合燃烧部分放热率峰值降低,NOx排放降低,燃油经济性提高,但会导致缸内爆压剧增;配合深度Miller正时和高压缩比,推迟喷油正时曲轴转角为2°,可在保持燃油经济性的前提下实现较低的NOx排放性。     

不同煤种燃烧过程中NOx形成规律的数值模拟与分析

燃煤过程对大气造成的污染正日益引起人们的关注,控制NOx的排放是煤燃烧利用研究中亟需解决的课题.采用数值模拟方法,研究不同煤种在不同燃烧温度下NOx的生成规律,并对燃烧过程中的NOx生成的影响因素及抑制方法进行分析和归纳.结果表明:中挥发分煤(mv)燃烧生成的NOx最多,低挥发分煤(lv)燃烧生成的NOx最少;热力型N...     

高温贫氧燃烧过程中NOx排放的数值模拟计算

将扩散燃烧模型、热力NOx生成模型和κ-ε湍流流动模型相结合，以上海711研究所设计建造的高温贫氧燃烧炉为原型，利用CFD通用商业软件对高温贫氧燃烧过程的温度场及NOx生成和排放特性进行计算机模拟计算．计算结果可为今后的工业性实验提供理论依据，     

液体燃料爆炸抛撒和FAE形成过程的数值模拟

将液体燃料爆炸抛撒和ＦＡＦ云雾形成全过程分２个阶段处理,在抛撒初期,利用运动边界处理方法,建立一维单相流动模型来描述爆轰产物气体和燃料液体的运动。在其后过程,采用两相模型描述燃料液体与周围大气相互作用过程。数值模拟得出的云雾处形变化与实验结果符合得较好。数值模拟还给出了云雾区的物理参数变化规律。     

直流燃烧器参数对氧煤燃烧特性的影响

以Φ200 mm×2 m的火焰炉为对象,借助软件FLUENT研究了在O_2/CO_2气氛下燃烧器射流动量比和射流间距的改变对炉内流场特性和燃烧特性的影响.结果表明:当射流动量比由28增至66时,烟气内循环率峰值呈现先增大后减小的趋势,混合区烟气内循环率的整体水平是在射流动量比为48时最大;随着射流间距的增大,Oxz轴面回流区向下游偏移,且氧气质量分数高于10%的区域逐渐缩小,燃烧峰值有所降低,当射流间距增至75mm时,Oxz轴面回流区的范围明显缩小,反应区氧气体积分数回升,使得燃烧峰值升高.同轴射流方式下的燃烧峰值最高,约2 200K,仅当射流间距为60mm工况下的炉膛燃烧最大温升小于煤粉的着火温度(790 K),即可实现氧煤MILD(moderate or intensive low oxygen dilution,温和)燃烧.     

不同挥发分煤在循环床中燃烧时NOx排放的实验研究

在循环流化床实验台上，以地东北地区两种典型煤，彩屯煤和俊德煤分别进行了燃烧时ＮＯｘ排放的实验研究。考察了不同的流化床温度、一次风率、二次风口位置及比例和循环倍率对ＮＯｘ排放浓度的影响。表明：在循环床温度范围，温度对ＮＯｘ排放浓度影响不显著；     

煤改低浓度煤层气锅炉的燃烧及NOx排放特性

将燃煤链条炉改烧低浓度煤层气,运用数值模拟方法并结合实验对改造后的低浓度煤层气锅炉炉膛内的流动、燃烧及NOx排放特性进行了研究。结果表明,速度约在炉膛轴向距喷口0.5 m处达到最大值,在炉膛宽度方向-0.4 m相似文献   

卧式循环流化床锅炉燃烧的数值模拟

以清华大学专利技术"卧式循环流化床锅炉"为研究对象,用数值模拟的方法计算了炉内的流动和燃烧。以RNG k-ε模型模拟炉内湍流流动,用气固阻力分析模型描述气固两相相互作用,用单收缩核模型模拟炉内燃烧反应,并将数值计算结果与试验数据进行了比较,验证了所用模型的适用性及兼容性。数值模拟结果表明:1.5∶1的一二次风比率较适宜锅炉运行,床温的变化滞后于给料量的变化。该研究可以指导卧式循环流化床锅炉的设计和运行。     

污泥煤泥协同燃烧动力学及污染物排放特性

为掌握污泥(SS)和煤泥(CS)协同燃烧的动力学及污染物排放特性,首先采用热重分析仪研究了污泥、煤泥及其混合物的燃烧动力学特性,建立了污泥煤泥协同燃烧实验系统,并研究了污泥煤泥在不同污泥质量分数(0 ～ 100％)、温度(800 ～950℃)和含水率(0 ～20％)下协同燃烧的污染物(SO2、NO和HC1)排放规律.结...     

有机固废热解气MILD燃烧的数值分析

热解气的MILD燃烧是有机固废高效转换利用的关键技术之一。与传统单组分气体相比,固废热解气组分复杂、热值低、燃烧稳定性差。为提高固废热解气的高效清洁利用,采用数值模拟的方法,研究了不同燃料、空气过剩系数和空气入口截面积对固废热解气燃烧特性的影响,以及MILD燃烧形成条件。研究结果表明:相比单一组分甲烷,固废热解气由于高氢气含量使燃烧过程超前,且峰值温度高,温度场分布不均匀;改变燃烧室进口的配风条件对燃烧过程具有明显的影响,随着过剩空气系数的减小,燃烧室内的峰值温度有所下降,整体温度水平上升,温度分布变得更为均匀,但同时高温区的范围也明显增大,导致出口处NO排放量增加;在较低的过剩空气系数下,空气入口截面积的减小可以降低燃烧室内的峰值温度,温度分布均匀性得到有效提高,出口处NO含量会降低到0.003%以下,从而实现固废热解气的MILD燃烧。     

MILD燃烧条件下掺氢比对甲烷-氢气湍流扩散火焰的影响

采用二维轴对称的仿真方法对JHC实验中的第二级MILD燃烧进行数值模拟,研究了燃料体积流量不变时,掺氢比对甲烷-氢气湍流扩散火焰的影响规律.结果表明:随着掺氢比增加,燃料与氧化剂的混合程度逐渐提高,混合气体的总流速及其径向分量不断减小,火焰锋面逐渐向氧化剂侧倾斜,OH自由基的最大质量分数呈现出先上升后下降的趋势;在燃烧温度方面,虽然MILD燃烧主要放热反应区域内的燃烧温度随掺氢比的增加不断增大,但当掺氢比大于20%时,掺氢比的进一步提高对最高燃烧温度影响很小.     

甲烷催化燃烧NOx排放特性的数值模拟

采用详细表面反应机理与气相反应机理GRI 3.0对甲烷-空气混合气体在微型管道内的催化燃烧过程进行二维数值模拟,讨论了不同甲烷浓度对NO_x排放量的影响,并对不同孔径内的浓度场、温度场与流场进行了研究。模拟结果表明：甲烷浓度的提高增加了反应器的排烟温度和NO_x排放量;孔道内径通过影响气相反应速率和催化反应速率改变了孔道内的温度场和速度场,进而影响了NO_x的生成;孔径的减小使得反应器的单位面积放热量和NO_x排放量均降低。以上结果可为优化催化反应器设计、降低其NO_x排放量提供参考。     

流化床加氧烟气循环时NOx,N2O和SO2的排放特性

用流化床燃烧煤炭已能有效地控制二氧化硫的排放,而对现已成为主要的污染物之一的氮氧化物的控制却不成熟。本文在烟气循环并加入纯氧的条件下,研究氮氧化物和二氧化硫的排放特性,实验结果表明,能有效地控制其排放。     

先进旋涡燃烧室燃烧特性数值模拟

为研究先进驻涡燃烧室的燃烧特性,采用三维数值模拟方法,得出AVC中钝体布置对旋涡稳定性和总压损失系数的影响规律,并恰当选择AVC几何结构.对AVC燃烧和污染物排放特性的研究结果表明,AVC具有燃烧稳定性好、燃烧效率高、污染物排放水平低等优点.     

多孔介质催化燃烧特性的数值分析

采用Deutschman甲烷/空气/铂氧化表面反应机理,气相反应采用GRI3.0机理,基于体积平均的双温度模型,对Pt催化的甲烷/空气在多孔介质燃烧器内的预混燃烧进行一维数值模拟,并与惰性多孔介质内预混燃烧结果进行比较.数值研究结果表明,有催化时,多孔介质内火焰面前移,且随着进口质量流率增大,火焰面前移更明显.催化使得多孔介质内温度分布更均匀,反应区内的最高温度亦低于惰性多孔介质过滤燃烧的最高值.催化剂的引入还可缩小燃烧器尺寸,有效降低污染物的排放.     

烟气自循环式低氧燃烧器燃烧过程的数值模拟

在分析了工业中几种低氧燃烧方式的基础上,将收缩-扩张结构用于燃烧器空气通道,开发出了烟气自循环式低氧燃烧器,同时借助FLUENT软件对燃烧器进行了大量数值模拟研究. 结果表明:喉部的负压是烟气卷吸的驱动力,烟气卷吸量随喉部面积的缩小而急剧增多;随着烟气卷吸量的增多,炉膛中氧含量越来越低,火焰高温区向燃烧器偏移,火焰逐渐变短. 最后,将烟气自循环式低氧燃烧器用于熔化保温炉进行了实践,取得了预期的效果.     

直喷式柴油机NOx排放特性的模拟计算研究

在油滴蒸发准维燃烧模型的基础上,考虑燃油喷雾、蒸发、空气卷吸及传热的影响,结合生成NOx的化学动力学机理,建立直喷式柴油机的燃烧及NOx计算模型。实测直喷式柴油机多种转速负荷特性的NOx排放,得出柴油机运行范围内的NOx排放特性,并与模拟计算结果进行对比分析,两者变化较吻合。柴油机在低速大负荷时由于最高燃烧压力较大,温度较高,燃气在高温下停留时间较长,NOx排放浓度较大。供油提前角增加时,着火始点提前,最高燃烧压力及温度增加,NOx排放浓度也增加。