超低热值燃气燃烧及CO排放控制研究

发布时间：2021-03-25 20:09

　　针对超低热值燃气燃烧CO排放高的问题,设计开发了同心套筒多孔介质燃烧系统,分别研究了过量空气系数、水蒸气和氧气对以CO为单一可燃气体的超低热值燃气的燃烧特性及污染物排放的影响。结果表明:在预热阶段,内部点火相比较于外部点火能够减少1/3的预热时间;热值为3.0 MJ/m³的超低热值气体在增大过量空气系数时,能够有效降低CO排放,而2.5和2.0 MJ/m³的超低热值燃气没有效果;空气系数为1.00的条件下,通过添加质量分数为2%～4%的水蒸气未能降低CO排放;在超低热值燃气中通入氧气可以有效降低CO排放,空气系数为1.00时,在3.0 MJ/m³的超低热值燃气中添加质量分数为12%的氧气,CO排放最低能降到体积分数53×10^-6。 

【文章来源】：热科学与技术. 2020,19(04)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

试验系统简图

多孔介质燃烧器为同心套筒结构,如图2所示,内筒内径50 mm,壁厚2 mm,外筒内径74 mm。燃烧室入口处有25 mm厚50PPI的泡沫陶瓷,起到整流和防回火的作用;后面有一个8 mm 的空隙,用来实现内部点火;燃烧区为放置有不同孔径泡沫陶瓷的120 mm区域;燃烧器后部空隙部分为外部点火位置。图3所示为试验所用的多孔介质,分为内芯和外环两种。内芯的直径为24.5 mm,外环的内径为25.0 mm,外径为49.5 mm,厚度均15.0 mm。试验时将不同孔径的内芯和外环按照图2燃烧室结构进行镶嵌排列。热电偶是从防回火处向燃烧室下游排列,相邻热电偶相距15 mm。图3 多孔介质实物

图2 多孔介质燃烧器结构(单位:mm)数据采集系统主要包括对燃烧室壁面温度的采集和燃烧尾气中污染物的监控。燃烧室壁面温度使用的是K型热电偶,测温范围为0～1 300 ℃,精度等级为1.0%,连接到安捷伦数据采集仪(Agilent:34971A)进行实时监测;燃烧尾气中的CO排放是通过烟气分析仪(Testo 350M/XL)进行监控,测量范围为体积分数0～5 000×10-6,精度等级为5%。

【参考文献】：
期刊论文
[1]H2O和N2对CO预混燃气熄火特性的影响[J]. 申小明,袁怡祥,詹德君,谢鹏福,高庆,谭春青.  可再生能源. 2015(11)
[2]超低热值多孔介质燃烧器功率范围试验[J]. 董智勇,王恩宇,苟湘,吴晋湘,刘联胜.  工程热物理学报. 2015(10)
[3]中、低热值预混气体在双层多孔介质中的贫燃特性[J]. 黄冉思思,程乐鸣,邱坤赞,段毅,骆仲泱.  浙江大学学报(工学版). 2015(09)

博士论文
[1]气体燃料在渐变型多孔介质中的预混燃烧机理研究[D]. 王恩宇.浙江大学 2004

硕士论文
[1]基于多孔介质燃烧的新型燃气热水器开发[D]. 吕杨.清华大学 2016
[2]多孔介质旋转预混燃气灶特性研究[D]. 徐玉龙.杭州电子科技大学 2016



本文编号：3100249