【摘 要】
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1989年,在用高温预热空气降低NO的实验中首次发现无焰氧化现象。无焰氧化燃烧可以被定义为:在一定的高温烟气循环率条件下产生的看不见火焰轮廓的稳定燃烧。国外经过近40年的
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1989年,在用高温预热空气降低NO的实验中首次发现无焰氧化现象。无焰氧化燃烧可以被定义为:在一定的高温烟气循环率条件下产生的看不见火焰轮廓的稳定燃烧。国外经过近40年的研究,已经形成成熟的技术,无焰氧化燃烧器也实现了工业化。国内对无焰氧化的研究较晚且没有成熟的工业无焰氧化燃烧器。无焰氧化燃烧器较传统燃烧器有很多优点:燃烧温度均匀、温度辐射范围大、污染物排放量低、高效节能和低噪音等。本文针对扩散式无焰氧化燃烧,总结前人经验并结合实际工况,选择了适合本研究的反应机理模型,具体包括:1、基本控制方程:能量、动量、质量以及组分守恒方程。2、湍流流动模型选择了雷诺平均模型(RANS)中的Standard k-ε湍流模型。3、辐射模型采用P-1辐射模型。4、组分输运及反应流模型使用有限速率模型中的ED模型。5、污染物生成模型包括了热力型和快速型。运用Fluent模拟了某15kW的无焰氧化燃烧器的燃烧过程,研究了空气喷嘴数目、气体射流速度、空气射流入射角度和烟气出口位置对炉内燃烧情况的影响。分析模拟结果,得到较为满意的燃烧器配置:空气喷嘴数目为6、空气射流平行于燃气射流轴线、烟气出口在下方。针对本课题组与四川亚联高科技股份有限公司合作研发的一款10Nm~3/h的小型天然气水蒸气重整制氢装置,设计了一款额定热负荷为15kW的扩散式无焰氧化燃烧器,用于该重整制氢装置的热量供应。该燃烧器结构简单、高效节能、形成的燃烧没有明显火焰锋面、炉内温度分布较为均匀、NO_x排放量低。
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