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《华北电力大学》 2014年
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增压富氧流化床燃烧下NO_x的生成模型

刘慧敏  
【摘要】:增压富氧流化床燃烧技术将富氧燃烧技术与增压流化床结合,在煤的燃烧效率的提高及污染物排放的控制方面具有明显的优势。由于高压下气体不能再视为理想气体,因此增压富氧流化床燃烧下NOx的生成机理与常压相比有很大不同。本文针对增压富氧流化床的流动特性和污染物生成特性开展了相关研究,得到以下成果和结论: 1)建立了增压富氧流化床锅炉的二维流动模型,在温度范围20~1000℃,压力范围0.1~6.0MPa下,计算了增压富氧循环流化床的流动特性,主要分析压力和温度对临界流化速度Umf的影响以及压力对环形区厚度δ,床层空隙率ε和颗粒浓度分布εp的影响。计算结果表明:随着压力的升高,临界流化速度不断减小,环形区厚度变薄,空隙率降低,颗粒浓度增大。随着温度的升高,临界流化速度先增大后减小,且床层压力越大,达到峰值所需的温度越高。 2)首先建立了常压富氧流化床燃烧下NOx的生成模型,分析研究了温度和气氛对NOx生成的影响,结果表明随着炉膛温度和氧浓度的升高,NO生成量逐渐增大;相同O2浓度下富氧燃烧的NO生成量明显低于空气燃烧下。在此模型的基础上,考虑压力对NOx生成机理的影响,建立了增压富氧流化床燃烧下NOx的生成模型,主要分析了压力和气氛对NOx生成的影响,并把模型计算结果与小型增压鼓泡床富氧燃烧的试验值进行了对比,结果显示计算结果与实验值虽然在数值上不尽相同,但趋势类似,模型还预测了更高氧浓度和更高压力下的NO出口浓度,得出随着压力的升高,空气燃烧和富氧21O2/79CO2下炉膛出口NO浓度有小幅降低;而30O2/70CO2和40O2/60CO2富氧气氛下,随着压力的升高,炉膛出口的NO浓度逐渐增大,压力的升高并没有改变富氧燃烧下NO生成量随氧浓度升高逐渐增大的事实。
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TK16

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【参考文献】
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