富氧助燃下甲烷燃烧和NO x 排放特性的数值模拟

发布时间：2021-07-25 22:33

　　可持续发展是当今全球关注的焦点问题,能源结构改革迫在眉睫。富氧燃烧技术是一种高效的节能减排技术,可以很好的组织燃烧,保证燃烧过程顺利进行,提高燃烧热效率。但是在富氧空气助燃条件下,火焰温度升高会导致热力性NOX的生成量快速增大,所以有必要研究富氧加湿的措施减小NOX浓度的可行性。本文选用CFD软件FLUENT作为研究工具,采用数值模拟的方法,研究了富氧助燃下甲烷的燃烧及NOX排放特性。对高速气体燃烧器、钝体燃烧器和挡板式燃烧器的特点进行分析,结合它们的优势设计出4个不同的燃烧器。以能否保证燃料充分燃烧和满足污染物排放标准为条件,确定综合性能最优的高速气体燃烧器。研究了甲烷在所选燃烧器中的燃烧规律。研究结果表明,随着氧化剂中氧气浓度的增大,燃烧器内部整体温度水平变高,且燃烧器后半段区域的温度趋于均匀化,燃烧效率提高。随着富氧空气中氧气占比的增大,燃烧器中的NOX浓度也随之增加。当氧气占比为21%时,NOX的浓度为66.6113ppm;当氧气占比增大到30%时,此时的NOX浓度增大到5313.1390ppm。本文分别研究了含湿量水平为0、100、200、300（g/kg）时,甲烷在不同氧气... 

【文章来源】：西安石油大学陕西省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

NO浓度与温度的关系

图 2.1 NO 浓度与温度的关系 图 2.2 NO 的浓度和α、停留时间的关系图 2.3 停留时间和温度对 NOX 生成影响 图 2.4 扩散燃烧时热力型 NOX生成浓度与α的.1.2 快速型 NOX快速型 NOX的生成机理是由弗尼摩尔在 20 世纪 70 年代初期提出来的，当碳氢在燃烧设备内部存在富燃料燃烧时，快速型 NOX的生成区域主要是在富燃料燃烧附近，相比于热力型和燃料型 NO

2.3 停留时间和温度对 NOX 生成影响 图 2.4 扩散燃烧时热力型 NOX生成浓度与α 快速型 NOX快速型 NOX的生成机理是由弗尼摩尔在 20 世纪 70 年代初期提出来的，当碳燃烧设备内部存在富燃料燃烧时，快速型 NOX的生成区域主要是在富燃料燃近，相比于热力型和燃料型 NOX它有着很大的不同，它的生成途径主要是燃产生 CH 原子团与 N2分子相撞，然后生成 CN 类产物，反应过程如下： + + + +


本文编号：3302906