MILD-OCC燃烧火焰的温度分布及soot排放特性的研究
发布时间：2021-03-07 09:31
煤是一种重要的化石燃料,在中美两国的能源结构中占据极其重要的地位。为了适应可持续发展,开发研究更为先进的新型煤粉燃烧清洁技术。近年来,MILD（Moderate&Intensive Low Oxygen Dilution）燃烧方式因其特有的超低NOX排放和均匀的热流密度分布优势而日益受到关注,将MILD燃烧技术与OCC（Oxy Coal Combustion）燃烧技术耦合形成MILD-OCC燃烧技术,此燃烧技术兼具二者的双重优势,能够进一步提高燃烧效率和污染物的减排,被誉为21世纪最具有发展潜力的燃烧技术之一。本文以煤粉与甲烷在MILD-OCC燃烧方式下的燃烧特性作为研究对象,通过数值测量与燃烧实验的方法,研究了在MILD-OCC燃烧方式下煤粉与甲烷混燃的温度分布特性,同时还利用热电偶沉积法和滤膜称重法对soot的排放特性进行了研究。首先,通过对火焰形状的观察和火焰温度的分布,进行了燃空比的确定,选取燃空比为4L/min:66.6L/min为实验条件;此外对火焰整体温度进行了测量汇总,为热电偶沉积法提供数值支持。研究结果表明:在整个MILD-OCC燃烧过程...
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：49 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同燃烧方式下锅炉内物质混合示意图
图 1-2 MLID-OCC 燃烧技术过程示意图在钢铁加热炉上主要采用纯氧助燃的 MILD-OCC 燃烧方式。由于燃烧过程中氧化剂为纯氧，因此在整个燃烧系统中可以把炉外烟气循环系统省去，我们又把 这 种 纯 氧 助 燃 的 MILD-OCC 燃 烧 方 式 称 为 Oxy-fuel flamelesscombustion[13,14,15]。在纯氧助燃 MILD-OCC 燃烧技术的推广应用上，Linde 气体公司做出了巨大的贡献与大量研究成果。在这些成果中包括两种型号的MILD-OCC 燃烧器，如图 1-3 所示，Linde 气体公司把这两种燃烧器分别叫作REBOX-W 型燃烧器(图 1-3(a))REBOX-S 型燃烧器(图 1-3(b))[17]。由于这两个燃烧器都属于纯氧助燃的 MILD-OCC 燃烧器，不仅可以减少排放烟气造成的热量损失，还可以降低烟气中水汽的凝结被循环水带走的冷源损失。由于整个燃烧过程中热量损失的减少，炉膛的平均燃烧温度将会得到提高。由于燃烧方式为MILD 的燃烧方式，炉内温度分布均匀，不会出现较高的温度峰值，同时均匀的温度分布更加有利于 soot 等污染物的排放。根据 Linde 公司的实验结果，当采用了 MILD-OCC 耦合燃烧技术后，与单采用的 MILD 燃烧技术或 OCC 燃烧技术相比，炉膛整体温度得到提高、温度均匀性加热效率增加，同时 NOx 的排放量大
图 1-3 (a) REBOX-W 型燃烧器图 1-3 (b) REBOX-S 型燃烧器[18,19]在燃煤锅炉上主要采用烟气循环稀释的 MILD-OCC 燃烧方式，此项燃烧技术的氧化剂为炉外的循环烟气(recycled flue gas， RFG)和 O2的混合物，此做法可以通过烟气循环逐步提高烟气中的 CO2浓度，以降低烟气中 CO2回收的成本，最终促进碳减排。实际上，这种耦合技术可以认为是 O2/RFG 或 O2/CO2气氛下的 MILD 燃烧。
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤与生物质混烧灰荷电特性研究[J]. 吕建燚,邓晓川,陆义海,付丽丽,胡志光,徐冰漪. 燃料化学学报. 2016(04)
[2]浅谈热电偶的基本原理[J]. 袁媛. 江苏现代计量. 2014(07)
[3]矿用粉尘浓度传感器的设计与应用[J]. 陶德保,姚均,冯育栋. 工矿自动化. 2013(09)
[4]豆油甲酯燃烧特性与热电偶颗粒测量法试验研究[J]. 肖淑梅,孙平,梅德清,张锐. 农机化研究. 2013(05)
[5]PM2.5的监测技术及现状[J]. 王媛,贾晓. 科技致富向导. 2013(11)
[6]大气细粒子(PM2.5)监测技术进展[J]. 崔延青,王春迎,尚永昌. 中国环保产业. 2012(04)
[7]实时在线测量烟幕气溶胶质量浓度的新方法[J]. 李耘,何海燕,张良,刘江海. 中国粉体技术. 2011(05)
[8]乙烯/空气反扩散火焰中气体温度及碳烟体积分数的分布特征[J]. 吕建燚,翁清龙. 化学学报. 2011(08)
[9]MILD燃烧的最新进展和发展趋势[J]. 李鹏飞,米建春,DALLY B B,王飞飞,王林,柳朝晖,陈胜,郑楚光. 中国科学:技术科学. 2011(02)
[10]碳黑沉积法用于非预混乙烯火焰检测的影响因素分析[J]. 卢晶,周怀春,何庆林. 中国电机工程学报. 2010(S1)
博士论文
[1]低温预热条件下天然气和氧/煤MILD燃烧特性研究[D]. 涂垚杰.华中科技大学 2016
[2]煤和生物质燃烧碳烟生成的实验研究[D]. 熊刚.清华大学 2011
[3]烟气排放实时连续监测系统关键技术的研究[D]. 李树珉.天津大学 2009
硕士论文
[1]过氧系数及粒度对煤粉MILD-Oxyfuel燃烧影响的数值模拟[D]. 潘聪.华中科技大学 2015
[2]煤粉MILD燃烧的数值计算以及实验研究[D]. 涂垚杰.华中科技大学 2013
[3]预混火焰碳烟颗粒的形貌结构特征及团聚力的研究[D]. 洪亮.天津大学 2012
[4]光散射颗粒物浓度测量仪特征参数的标定方法研究[D]. 于晓.南京理工大学 2007
本文编号：3068826
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：49 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同燃烧方式下锅炉内物质混合示意图
图 1-2 MLID-OCC 燃烧技术过程示意图在钢铁加热炉上主要采用纯氧助燃的 MILD-OCC 燃烧方式。由于燃烧过程中氧化剂为纯氧，因此在整个燃烧系统中可以把炉外烟气循环系统省去，我们又把 这 种 纯 氧 助 燃 的 MILD-OCC 燃 烧 方 式 称 为 Oxy-fuel flamelesscombustion[13,14,15]。在纯氧助燃 MILD-OCC 燃烧技术的推广应用上，Linde 气体公司做出了巨大的贡献与大量研究成果。在这些成果中包括两种型号的MILD-OCC 燃烧器，如图 1-3 所示，Linde 气体公司把这两种燃烧器分别叫作REBOX-W 型燃烧器(图 1-3(a))REBOX-S 型燃烧器(图 1-3(b))[17]。由于这两个燃烧器都属于纯氧助燃的 MILD-OCC 燃烧器，不仅可以减少排放烟气造成的热量损失，还可以降低烟气中水汽的凝结被循环水带走的冷源损失。由于整个燃烧过程中热量损失的减少，炉膛的平均燃烧温度将会得到提高。由于燃烧方式为MILD 的燃烧方式，炉内温度分布均匀，不会出现较高的温度峰值，同时均匀的温度分布更加有利于 soot 等污染物的排放。根据 Linde 公司的实验结果，当采用了 MILD-OCC 耦合燃烧技术后，与单采用的 MILD 燃烧技术或 OCC 燃烧技术相比，炉膛整体温度得到提高、温度均匀性加热效率增加，同时 NOx 的排放量大
图 1-3 (a) REBOX-W 型燃烧器图 1-3 (b) REBOX-S 型燃烧器[18,19]在燃煤锅炉上主要采用烟气循环稀释的 MILD-OCC 燃烧方式，此项燃烧技术的氧化剂为炉外的循环烟气(recycled flue gas， RFG)和 O2的混合物，此做法可以通过烟气循环逐步提高烟气中的 CO2浓度，以降低烟气中 CO2回收的成本，最终促进碳减排。实际上，这种耦合技术可以认为是 O2/RFG 或 O2/CO2气氛下的 MILD 燃烧。
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤与生物质混烧灰荷电特性研究[J]. 吕建燚,邓晓川,陆义海,付丽丽,胡志光,徐冰漪. 燃料化学学报. 2016(04)
[2]浅谈热电偶的基本原理[J]. 袁媛. 江苏现代计量. 2014(07)
[3]矿用粉尘浓度传感器的设计与应用[J]. 陶德保,姚均,冯育栋. 工矿自动化. 2013(09)
[4]豆油甲酯燃烧特性与热电偶颗粒测量法试验研究[J]. 肖淑梅,孙平,梅德清,张锐. 农机化研究. 2013(05)
[5]PM2.5的监测技术及现状[J]. 王媛,贾晓. 科技致富向导. 2013(11)
[6]大气细粒子(PM2.5)监测技术进展[J]. 崔延青,王春迎,尚永昌. 中国环保产业. 2012(04)
[7]实时在线测量烟幕气溶胶质量浓度的新方法[J]. 李耘,何海燕,张良,刘江海. 中国粉体技术. 2011(05)
[8]乙烯/空气反扩散火焰中气体温度及碳烟体积分数的分布特征[J]. 吕建燚,翁清龙. 化学学报. 2011(08)
[9]MILD燃烧的最新进展和发展趋势[J]. 李鹏飞,米建春,DALLY B B,王飞飞,王林,柳朝晖,陈胜,郑楚光. 中国科学:技术科学. 2011(02)
[10]碳黑沉积法用于非预混乙烯火焰检测的影响因素分析[J]. 卢晶,周怀春,何庆林. 中国电机工程学报. 2010(S1)
博士论文
[1]低温预热条件下天然气和氧/煤MILD燃烧特性研究[D]. 涂垚杰.华中科技大学 2016
[2]煤和生物质燃烧碳烟生成的实验研究[D]. 熊刚.清华大学 2011
[3]烟气排放实时连续监测系统关键技术的研究[D]. 李树珉.天津大学 2009
硕士论文
[1]过氧系数及粒度对煤粉MILD-Oxyfuel燃烧影响的数值模拟[D]. 潘聪.华中科技大学 2015
[2]煤粉MILD燃烧的数值计算以及实验研究[D]. 涂垚杰.华中科技大学 2013
[3]预混火焰碳烟颗粒的形貌结构特征及团聚力的研究[D]. 洪亮.天津大学 2012
[4]光散射颗粒物浓度测量仪特征参数的标定方法研究[D]. 于晓.南京理工大学 2007
本文编号：3068826
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