抑制高溫空氣燃燒氮氧化物和煙炱排放的研究.pdf

1、高溫空氣燃燒技術(shù)(HiTAC)是二十世紀九十年代發(fā)展起來的新型燃燒技術(shù)，具有高效節(jié)能和低NOx排放的雙重優(yōu)越性。在大力推進節(jié)能與環(huán)保的中國，發(fā)展HiTAC技術(shù)具有十分重要的意義。但是，由于高溫空氣燃燒技術(shù)采用了擴散燃燒技術(shù)，燃氣出口附近氧濃度較低，且爐膛內(nèi)溫度較高，有可能形成較多的煙炱排放。煙炱的形成過程非常復(fù)雜。本文根據(jù)有關(guān)煙炱的文獻資料，總結(jié)了在普通燃燒過程中影響煙炱生成和排放的各種因素。并結(jié)合高溫空氣燃燒的特點，指出在高溫空氣燃燒

2、過程中，爐膛空間氧濃度分布是影響燃燒過程中NOx和煙炱生成的關(guān)鍵因素。利用詳細化學(xué)反應(yīng)機理，研究空氣被預(yù)熱至1073K以上時，氧含量對燃燒產(chǎn)物和污染物生成的影響。計算結(jié)果表明，在高溫環(huán)境下，減小局部氧含量能有效地抑制NOx的生成；但為了避免因缺氧而形成大量的煙炱，應(yīng)保證爐膛空間內(nèi)較大的空氣過量系數(shù)，即需要同時減少燃料的濃度。據(jù)此，首次提出了高溫空氣低燃氣濃度燃燒新技術(shù)。為了在爐膛內(nèi)形成低氧、低燃氣濃度的燃燒環(huán)境，本文提出用矩形空氣噴口代

3、替圓形空氣噴口。并利用計算流體力學(xué)軟件研究了三種燒嘴結(jié)構(gòu)(四個圓形空氣噴口、兩個圓形空氣噴口和兩個矩形空氣噴口)在高溫空氣燃燒過程中對煙炱和NOx排放的影響。研究結(jié)果表明，將四個圓形空氣噴口減少為兩個，能有效地減少NOx和煙炱的排放量。將兩個圓形空氣噴口改為兩個矩形空氣噴口，且矩形空氣噴口的長軸指向燃氣噴口，能更好地抑制NOx的生成。另外，減小矩形空氣噴口中心與燃氣噴口中心之間的距離，可以減少煙炱排放量。在本文所研究的爐膛結(jié)構(gòu)條件下，矩