生物质掺混煤粉无焰富氧燃烧燃料氮转化数值模拟

• Published in: 电力科技与环保 Vol. 40; no. 5; pp. 477 - 486
• Main Authors: 朱世超, 郑红宇, 李鹏飞, 施国栋, 刘前, 周浩宇, 柳朝晖
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 煤燃烧与低碳利用全国重点实验室(华中科技大学),湖北 武汉 430074%国家烧结球团装备系统工程技术研究中心(中冶长天国际工程有限责任公司),湖南 长沙 410205 2024
• Subjects: 富氧燃烧; 无焰燃烧; biomass; flameless oxy-fuel combustion; 生物质; coal; 煤粉; NO排放; NO emissions
• ISSN: 1674-8069
• DOI: 10.19944/j.eptep.1674-8069.2024.05.004

TK01+1; 无焰富氧燃烧能在捕集高浓度CO2的同时显著降低了NOx排放,是清洁低碳燃烧技术的前沿发展方向之一.生物质作为一种来源广泛的可再生能源,与煤粉的掺混燃烧可有效减少CO2排放.为探究无焰富氧燃烧模式下生物质掺混煤粉燃料氮转化特性,基于0.58 MW燃烧炉,采用Fluent进行模拟,耦合适用于富氧燃烧的反应机理以及辐射模型,在完成模型和算法的验证后进行燃料N转化机理研究.结果表明,随着掺混生物质比例从0增加到100%,炉内低氧区域增大,CO分布区域更广,炉内峰值温度升高,当掺混比为50%时相比纯煤粉燃烧升高了47 K,掺混比为70%时升高了55 K,纯生物质燃烧时峰值温度达到1 850 K,较纯煤粉燃烧升高了71 K;生物质掺混比例从0增加到50%时,NO再燃还原比例相比纯煤粉大幅下降了61%以上,且随着掺混比继续增加,NO再燃还原基本不变;随着掺混比从0增加到100%,虽然生物质挥发分含量比煤粉高,但掺混后挥发分NO总和基本不变,由于生物质焦碳含量低,掺混后焦炭氮大幅降低,NO排放整体呈降低趋势,掺混比从0增加到100%,NO排放量降低了51%;表明生物掺烧可有效减少NO的排放.