O 2 /CO 2 气氛下分解窑内煤粉燃烧的数值模拟研究
发布时间：2021-07-09 01:37
水泥行业是CO2和NOx主要排放源之一,水泥行业已经成为仅次于电力行业的第二大CO2和NOx排放源,在水泥行业实现CO2和NOx减排具有重要意义。基于某公司烧煤分解窑（回转窑和分解炉）,本文采用数值模拟方法,对采用O2/CO2烟气循环煅烧水泥技术实现CO2和NOx减排进行深入研究,为分解窑采用O2/CO2燃烧技术煅烧水泥的可行性及推广应用提供技术支持。主要研究内容和结论如下:（1）建立分解窑物理模型和仿真数学模型,完善了实现分解窑系统O2/CO2燃烧的工艺流程方案。（2）将分解窑在O2（0.21）/CO2（0.79）助燃下与空气助燃（基础工况）下仿真结果进行对比分析,得到结论:前一工况相比于后一工况下回转窑和分解炉煤粉燃尽率分别降低了 3.16%、3.61%,分解炉生料分解率降低了 4.22%;分解炉出口 CO2浓度从32.13%升高至95.25%,实现CO2富集达到C回收要求;分解窑整体脱硝主要是回转窑部分生成NO量减少,整体脱硝率为56.1%。（3）为解决分解炉在O2/CO2助燃下,煤粉燃尽率、生料分解率较低的问题,分别评估了 4个单因素:煤粉颗粒粒径、O2浓度、三次风温、过量助燃...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１典型的新型干法水泥生产工艺示意图??．
图１．２典型的新型干法水泥生产预分解窑系统工艺＾［程图??典型的新型干法水泥生产预分解窑（分解炉和回转窑的统称）系统工艺流程??如图１．２所示，结合图１．１，可知经过粉磨后的生料经过初步预热后被气力输送??装置送至５级悬浮预热器的顶部端口加入，在悬浮预热器内下落并与上升的气流??逐级进行快速的热交换，经过Ｃｌ、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４四级悬浮预热器后温度被提升??至８０（ＴＣ左右时，进入分解炉，在悬浮预热器内进一步被预热并且开始初步分解。??分解炉内加入约占总量６０％的经过粉磨和烘干的燃料，在高温三次风和窑尾烟气??的作用下，燃料充分燃烧，生料几乎完全分解，炉内温度控制在８００－１?ＫＫＴＣ之间。??物料从分解炉出口处出来后进入Ｃ５级悬浮预热器进行气固分离后，紧接着进入??回转窑内被锻烧。回转窑内约投入占总量４０％并经过粉磨和烘干的燃料，在高温??二次风作用下充分燃烧
〇２／Ｃ〇２燃烧（富氧燃烧）技术，又叫做空气分离／烟气再循环技术，最早是??１９８１年由Ｈｏｍｅ和Ｓｔｅｉｎｂｕｒｇ［１９］提出用来降低电站锅炉Ｃ〇２排放的技术，其原理??示意图如图１．３所示。将空气分离制得的高纯度０２与部分尾部引回的再循环烟??气混合，混合气通入锅炉助燃，使煤粉在０２／Ｃ０２氛围下燃烧，锅炉排出的烟气??经过处理后，进行Ｃ０２回收。??锅炉?丨减理——｜Ｃ０２回收??煤粉［＝＞??，空气?｜０２／Ｃ０２ｆ＼??ＬＺ?＞空气分离?＼??Ｃ０２?／??Ｎ２＼／?｜?Ｖ???烟气再循环???图１．３?０２／Ｃ０２燃烧技术示意图??１．３?０２／Ｃ０２燃烧ＮＯｘ减排技术??１．３．１?ＮＯｘ生成机理??Ｎ０Ｘ在常规的煤燃烧过程中生成方式有三种Ｐ°】：??（１）热力型ＮＯｘ??它的产生是在高温条件下由助燃空气中的Ｎ２直接被氧化得到，生成量与温??度密切相关。温度低于１５００°Ｃ时生成量很少，温度高于１５００°Ｃ时，随温度增加，??大量快速生成。据广义Ｚｅｌｄｏｖｉｃｈ［２ｌ］定理，其主要反应式为：??０２?＾－０?＋?０?（１－１）??Ｏ?＋?Ｎ，?Ｎ?＋?ＮＯ?（１－２）??Ｎ?＋?ＯｐＮＯ＋Ｏ?（１－３）??在近当量比以及富燃料情况下
本文编号：3272745
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１典型的新型干法水泥生产工艺示意图??．
图１．２典型的新型干法水泥生产预分解窑系统工艺＾［程图??典型的新型干法水泥生产预分解窑（分解炉和回转窑的统称）系统工艺流程??如图１．２所示，结合图１．１，可知经过粉磨后的生料经过初步预热后被气力输送??装置送至５级悬浮预热器的顶部端口加入，在悬浮预热器内下落并与上升的气流??逐级进行快速的热交换，经过Ｃｌ、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４四级悬浮预热器后温度被提升??至８０（ＴＣ左右时，进入分解炉，在悬浮预热器内进一步被预热并且开始初步分解。??分解炉内加入约占总量６０％的经过粉磨和烘干的燃料，在高温三次风和窑尾烟气??的作用下，燃料充分燃烧，生料几乎完全分解，炉内温度控制在８００－１?ＫＫＴＣ之间。??物料从分解炉出口处出来后进入Ｃ５级悬浮预热器进行气固分离后，紧接着进入??回转窑内被锻烧。回转窑内约投入占总量４０％并经过粉磨和烘干的燃料，在高温??二次风作用下充分燃烧
〇２／Ｃ〇２燃烧（富氧燃烧）技术，又叫做空气分离／烟气再循环技术，最早是??１９８１年由Ｈｏｍｅ和Ｓｔｅｉｎｂｕｒｇ［１９］提出用来降低电站锅炉Ｃ〇２排放的技术，其原理??示意图如图１．３所示。将空气分离制得的高纯度０２与部分尾部引回的再循环烟??气混合，混合气通入锅炉助燃，使煤粉在０２／Ｃ０２氛围下燃烧，锅炉排出的烟气??经过处理后，进行Ｃ０２回收。??锅炉?丨减理——｜Ｃ０２回收??煤粉［＝＞??，空气?｜０２／Ｃ０２ｆ＼??ＬＺ?＞空气分离?＼??Ｃ０２?／??Ｎ２＼／?｜?Ｖ???烟气再循环???图１．３?０２／Ｃ０２燃烧技术示意图??１．３?０２／Ｃ０２燃烧ＮＯｘ减排技术??１．３．１?ＮＯｘ生成机理??Ｎ０Ｘ在常规的煤燃烧过程中生成方式有三种Ｐ°】：??（１）热力型ＮＯｘ??它的产生是在高温条件下由助燃空气中的Ｎ２直接被氧化得到，生成量与温??度密切相关。温度低于１５００°Ｃ时生成量很少，温度高于１５００°Ｃ时，随温度增加，??大量快速生成。据广义Ｚｅｌｄｏｖｉｃｈ［２ｌ］定理，其主要反应式为：??０２?＾－０?＋?０?（１－１）??Ｏ?＋?Ｎ，?Ｎ?＋?ＮＯ?（１－２）??Ｎ?＋?ＯｐＮＯ＋Ｏ?（１－３）??在近当量比以及富燃料情况下
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