【摘 要】
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加热炉是钢铁企业环境污染的主要设备之一,如何降低污染物排放,对企业所在区域的人居环境的改善具有重要意义。NOx是天然气加热炉中的主要污染物之一,其生成量与温度和氧气浓度有关,合理组织炉内流动、燃烧和传热可实现较低NOx排放。燃烧器作为组织燃烧气流的装置,对NOx生成量的降低发挥着关键作用,为此,对传统的低NOx燃烧技术进行组合,开发出一种具备烟气回流和分级燃烧的新型燃烧器,并分析了操作参数对NOx
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加热炉是钢铁企业环境污染的主要设备之一,如何降低污染物排放,对企业所在区域的人居环境的改善具有重要意义。NOx是天然气加热炉中的主要污染物之一,其生成量与温度和氧气浓度有关,合理组织炉内流动、燃烧和传热可实现较低NOx排放。燃烧器作为组织燃烧气流的装置,对NOx生成量的降低发挥着关键作用,为此,对传统的低NOx燃烧技术进行组合,开发出一种具备烟气回流和分级燃烧的新型燃烧器,并分析了操作参数对NOx生成量的影响,具体的研究过程如下:首先,对天然气的理论空气量和理论烟气量等燃烧参数进行了计算,依据该计算结果对该燃烧器的重要系统或部件进行了结构设计,分别确定出蓄热室、空气管、燃气管、回流管和燃烧室的结构尺寸,形成了具备烟气回流和分级燃烧的新型燃烧器的设计方案。然后,借助CFD计算软件对所设计的新型燃烧器进行了数值分析,着重研究了烟气回流率、燃料比及过量空气系数等参数变化对NOx生成量及分布规律的影响。研究结果表明:当烟气回流率、燃料比和过量空气系数分别处在20%～24%、2:8和1.07～1.11之间时,采用分级回流燃烧技术能够获得较好的燃烧温度、较快的燃烧速率和较低的NOx排放。最后,在某锻造加热炉上对优化后的烟气回流分级燃烧器进行了测试,利用烟气回流和燃料分级技术,在特定条件下测试结果表明NOx排放降至70 mg/m~3,远低于天津市DB12/556-2015《工业炉窑大气污染物》100mg/m~3排放标准。本文将烟气回流和分级燃烧2种低NOx燃烧技术进行了组合,开发出一种新型低NOx燃烧器。烟气中NOx含量的模拟值与实测值基本一致,本研究可为燃气工业窑炉的低NOx排放技术改造提供一定的理论支持。
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