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玻璃窑炉中石油焦粉富氧燃烧特性研究

作　者: 李晓曦
导　师: 杨飞
学　校: 北京交通大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: 玻璃窑炉富氧燃烧混烧热重实验数值模拟温度 SO2
分类号: TQ171.625
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

燃料掺混燃烧及富氧是提高燃料燃烧效率降低排放的有效手段。本文主要通过实验和数值模拟分别对石油焦粉与煤粉不同质量配比燃料进行不同氧气浓度下燃烧特性研究,主要分析氧气浓度、石油焦粉与煤粉质量配比对燃烧特性、反应机理、温度分布、排放特性等的影响,并且根据不同环境的要求进行贫氧燃烧研究。对石油焦粉与煤粉不同质量配比燃料进行热重实验研究。研究结果表明：同种燃料在氧气浓度一定时,升温速率越小,燃尽温度越低；同种燃料在升温速率一定时,随着氧气浓度增大,燃烧变得剧烈,着火温度降低,可燃特性指数和综合燃尽参数增大；在升温速率和氧气浓度一定时,随着石油焦粉与煤粉质量配比增大,燃尽率增大,最大燃烧速率增大。根据某日产360吨的玻璃窑炉的结构参数和运行参数,确定玻璃窑炉的物理模型、数学模型及相应的初始条件和边界条件,将模拟计算所得结果与该窑炉实际生产参数进行对比,验证模拟计算结果的可信性。对混合燃料在玻璃窑炉内富氧燃烧进行数值模拟研究。研究结果表明：同种燃料,随着氧气浓度增大,火焰扩散燃烧减弱,炉内最高温度和平均温度都增大,氧气浓度为27%时SO：排放较低；在氧气浓度一定时,随着石油焦粉与煤粉质量配比的增大,出口处SO：浓度呈线性增长,火焰扩散燃烧现象更明显,石油焦粉与煤粉质量配比5：5和9：1的混合燃料窑炉平均温度较高。对混合燃料在玻璃窑炉内贫氧燃烧进行数值模拟研究。研究结果表明：同种燃料,随着氧气浓度减小,火焰扩散燃烧更加明显,平均温度略有降低,与空气状态下相比,S02浓度差异不大。在氧气浓度为15%时,保证其他条件不变的情况下适当减少燃料量,与空气状态下相比,温度基本达到生产要求,SO2排放明显降低。研究不同氧气浓度下玻璃窑炉内燃烧所得结论,有助于实际生产选取合适氧气浓度达到提高燃烧效率降低排放的效果,研究石油焦粉与煤粉不同质量配比燃料特性,为选择新燃料降低成本、减少有害排放提供依据。

玻璃窑炉中石油焦粉富氧燃烧特性研究

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