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题名空气分级技术对焙烧炉内煤气燃烧NO_x生成的影响
被引量：13
- 1
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作者
杨协和
蔡润夏
张扬
张建胜
张海
吕俊复
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机构
清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室
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出处
《洁净煤技术》
CAS
2019年第3期75-81,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51706119)
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文摘
煤气化后的煤气常用于氢氧化铝焙烧过程。煤气中一般含有一定量的氨气,造成焙烧过程的氮氧化物生成量较高。针对一种燃用煤气的氢氧化铝气态悬浮焙烧炉,采用空气分级的方案,开展了煤气低氮燃烧过程的研究,探究空气分级技术对焙烧炉内煤气燃烧氮氧化物生成的影响规律,从而指导实际焙烧炉内的燃烧组织设计及优化。利用Barracuda^TM气固两相流动计算软件,分析了一台3000t/h的氧化铝焙烧炉的炉内气固流动及燃烧过程。结果表明,悬浮焙烧炉炉膛底部存在明显的高温区,局部高温负荷点较集中,最高温度达1700K。随着炉膛高度的增加,炉膛温度逐渐降低。同时由于气流回流的作用,炉膛内部在炉膛底部以及上部气流转向处存在明显的颗粒堆积造成的颗粒高浓度区域。基于气固流动计算得到炉内的温度场,耦合详细化学反应机理来考虑详细的化学反应过程,利用Chemkin Pro软件建立了反应器网络,通过数值计算探究空气分级技术对含氨煤气在焙烧炉内燃烧过程中NOx生成的影响。结果表明,燃用煤气的焙烧炉内生成的氮氧化物主要为燃料型氮氧化物。空气分级为20%时,空气分级对煤气燃烧氮氧化物生成的抑制效果有限。当空气比例为40%时,主燃烧区呈还原性气氛,焙烧炉内煤气燃烧生成NOx减排率达70.3%。
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关键词
空气分级
煤气
燃烧
氧化铝焙烧炉
NOX排放
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Keywords
air-staged
coal gas
combustion
alumina calciner
NOx emission
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分类号
TK16
[动力工程及工程热物理—热能工程]
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题名甲醇-空气层流火焰速度的数值研究和预测模型
被引量：2
- 2
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作者
杨协和
沈文锋
张扬
张海
张建胜
吕俊复
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机构
清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室
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出处
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第8期3011-3020,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(51706119)
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文摘
收集总结分析了现有的甲醇层流火焰速度的实验数据,比较了三种典型的描述甲醇氧化的详细化学反应机理(Li机理、USC Mech-Ⅱ和Burke机理)对层流火焰传播速度的预测精度。结果表明三种机理均能定性反映甲醇层流火焰速度的变化规律,但在富燃料侧,机理计算值明显高于实验结果。反应动力学分析表明甲醇脱氢反应对层流火焰速度的影响至关重要。根据文献中的最新成果,修正了Li机理中甲醇脱氢反应的速率常数,提高了Li机理对甲醇-空气层流火焰速度的预测精度。针对工程需求,给出了两个甲醇层流火焰速度的快速预测模型,经过校核,所提出的预测模型能够较为准确地预测不同初始温度和压力下甲醇层流火焰速度。
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关键词
甲醇
层流火焰速度
反应动力学
预测模型
动力学模型
模拟
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Keywords
methanol
laminar flame speed
reaction kinetics
prediction model
kinetic modeling
simulation
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分类号
TK16
[动力工程及工程热物理—热能工程]
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题名混合延迟对湍流燃烧过程NO生成路径的影响
被引量：2
- 3
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作者
杨协和
吴玉新
张扬
张海
张建胜
吕俊复
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机构
清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室
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出处
《燃烧科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期363-370,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51706119)
四川省科技计划资助项目(2018JZ0021,2019YFS0497).
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文摘
通过部分搅拌反应器(PaSR)模型数值模拟的方法,以甲烷/空气预混火焰为对象,在燃汽轮机燃烧室及热风炉等设备的典型工况下,研究了湍流-化学反应相互作用中的混合延迟效应对燃烧过程NO生成的影响规律,发现Fenimore型NO生成路径受混合延迟效应影响最剧烈,而NNH型路径对该效应不敏感.同时本文针对燃用掺氢甲烷设备的污染排放问题,对其NO生成特性展开讨论,结果发现在相同停留时间和初始温度下,氢气的加入会提高燃烧温度,热力型NO增加,同时热力型NO路径对混合延迟效应的敏感性增强,Fenimore型NO生成对延迟效应的敏感性减弱.同时,氢气的加入能够拓展可燃极限,使火焰在更低的温度下维持燃烧.在临近熄灭时,氢气的加入显著地增强了热力型NO对混合延迟的敏感性.
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关键词
氮氧化物
PaSR模型
混合延迟
掺氢
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Keywords
NO
partially stirred reactor(PaSR)model
mixing delay
hydrogen addition
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分类号
TK16
[动力工程及工程热物理—热能工程]
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题名内/外烟气再循环对天然气燃烧NO_x生成的影响
被引量：23
- 4
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作者
王志宁
杨协和
张扬
金燕
张海
吕俊复
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机构
太原理工大学电气与动力工程学院
清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室
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出处
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第9期4327-4334,共8页
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基金
国家自然科学基金(51706119)
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文摘
烟气再循环作为一种有效抑制NO_x生成的技术,广泛应用于化工、制药和酿酒等行业的天然气低氮燃烧过程,其作用机理是学术界和工业界关注的热点。本文根据内/外烟气再循环的作用不同,设计了弱/强内烟气再循环两种扩散式燃烧器,结合外烟气再循环技术,在0.8MW中试实验台上研究了内/外烟气再循环对天然气燃烧过程NO_x生成的影响规律,同时开展了Fluent数值模拟。结果表明:内烟气再循环能够有效抑制NO_x的生成,同时保证燃烧稳定。相同工况下,带内烟气再循环燃烧器初始排放远低于传统低氮燃烧器。同时结合外烟气再循环技术,可使NO_x排放量维持在30mg/m^3以下。Fluent模拟结果显示了外烟气再循环能够显著地降低天然气燃烧火焰区的温度和O2浓度。其中温度的降低对于NO_x生成的抑制起到了决定性的作用。当NO_x降低到约30mg/m^3时,快速型NO_x对整体NO_x生成的贡献超过热力型NO_x,此情况下必须考虑对快速型NO_x进行抑制。
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关键词
污染
天然气
低氮燃烧
数值模拟
烟气再循环
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Keywords
pollution
natural gas
low NOx combustion
numerical simulation
flue gas recirculation
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分类号
TK16
[动力工程及工程热物理—热能工程]
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题名燃气锅炉中NO2的生成规律研究
被引量：17
- 5
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作者
王志宁
杨协和
张扬
金燕
张海
吕俊复
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机构
太原理工大学电气与动力工程学院
清华大学能源与动力工程系
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出处
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第8期3121-3131,共11页
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基金
国家自然科学基金项目(51706119)
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文摘
天然气燃烧过程主要污染物是NO和NO2。针对部分燃气锅炉NO2排放较高的情况,开展了中试实验和数值模拟,研究天然气燃烧过程NO2生成规律。结果表明当锅炉采用"燃烧器分级燃烧+烟气再循环"的低氮燃烧策略时,如果燃烧器的伴流风与燃料的混合被推迟,则NO2的生成量较大,最高超过总NOx生成量的50%,空气和燃料充分混合的条件下NO2生成量较少。NO2在热燃烧产物与冷空气碰撞的交界面上大量生成,NO2生成的温度窗口是800~900 K。NO2主要通过NO与HO2的反应生成,NO2分解后又生成NO,NO2的生成不会显著影响燃烧过程总NOx的排放。
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关键词
污染
数值模拟
天然气
二氧化氮
对冲火焰
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Keywords
pollution
numerical simulation
natural gas
nitrogen dioxide
opposed-flow flame
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分类号
TK16
[动力工程及工程热物理—热能工程]
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题名小尺度湍流对近极限非预混火焰熄灭极限的影响
被引量：4
- 6
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作者
邹俊
杨协和
张扬
吴玉新
张海
吕俊复
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机构
清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室
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出处
《燃烧科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期190-197,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51706119)
四川省科技计划资助项目(2018JZ0021,2019YFS0497).
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文摘
基于“比拟理论(analogy theory)”,本文研究了小尺度湍流引发的传热传质增强作用对湍流非预混火焰熄灭极限的影响.结果表明:小尺度涡的传热传质增强作用使湍流非预混火焰层厚度增厚,火焰温度降低,火焰层内活性自由基H和OH的摩尔分数降低.化学反应时间和停留时间都随湍流强度增加而增加;但在同一湍流强度下,不同燃料浓度的非预混火焰熄灭临界达姆克勒数(Damköhler number)近似为定值,该临界达姆克勒数随着湍流脉动速度的增加而增加.
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关键词
小尺度湍流
小火焰
扩散火焰
熄灭极限
传热传质
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Keywords
small-scale turbulence
flamelet
diffusion flame
extinction limit
heat and mass transfer
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分类号
TK16
[动力工程及工程热物理—热能工程]
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