生物質(zhì)直接再燃的數(shù)值模擬.pdf

1、本文在生物質(zhì)快速熱解的試驗基礎(chǔ)上，建立了生物質(zhì)燃燒和再燃還原NO的數(shù)學(xué)模型，并依據(jù)此模型對生物質(zhì)直接再燃做數(shù)值模擬。模擬以一維沉降爐為研究對象，以Fluent6.3軟件為研究平臺，著重考察生物質(zhì)稻殼和秸稈在不同過量空氣系數(shù)、不同再燃燃料量下的燃燒和再燃特性，并研究了生物質(zhì)稻殼和秸稈中的揮發(fā)分和焦炭對NO還原的影響。
　　生物質(zhì)燃燒依次經(jīng)歷干燥、熱解、揮發(fā)分燃燒及焦炭燃燒等階段。模擬過程中，水分蒸發(fā)采用擴散模型，揮發(fā)分析出采用單步反

2、應(yīng)模型，揮發(fā)分燃燒采用擴散-動力控制模型，焦炭燃燒采用多表面反應(yīng)模型。NO生成只考慮了燃料中揮發(fā)分氮和熱力型氮的生成，其還原則考慮了揮發(fā)分中的碳?xì)浠衔锖徒固窟€原NO。
　　選擇典型的稻殼再燃工況對所建立的生物質(zhì)再燃模型進行驗證，主要將再燃爐內(nèi)溫度場、主要組分濃度場和NO組分濃度的模擬值與試驗值進行了比較，結(jié)果表明無論是燃燒模型還是NO轉(zhuǎn)化模型均能較為準(zhǔn)確的反映稻殼燃燒和還原NO過程。
　　之后研究了再燃區(qū)過量空氣系數(shù)和再燃

3、燃料量的變化對燃燒溫度場、組分濃度場和NO轉(zhuǎn)化的影響。研究表明：燃料量一定時，再燃區(qū)過量空氣系數(shù)增加將導(dǎo)致燃料燃燒更為完全，NO還原效率降低，但再燃燃料的燃燒對爐內(nèi)溫度場的影響很小。過量空氣系數(shù)一定時，再燃燃料量增加，爐內(nèi)溫度水平升高，CO、CO2、CH4和H2濃度升高，NO的還原效率也隨著再燃燃量的增加而增加。
　　揮發(fā)分（碳?xì)浠衔铮┩噙€原NO受爐內(nèi)氧濃度的影響很大，而在焦炭表面發(fā)生的NO異相還原反應(yīng)則對爐內(nèi)氧濃度的敏感性很

4、小，且NO的同相還原占主要地位。
　　通過比較稻殼和秸稈再燃特性表明：相同再燃條件下，秸稈再燃還原NO的效率高于稻殼。隨著過量空氣系數(shù)的增加，秸稈焦炭對NO還原效率的貢獻率增加，而揮發(fā)分的貢獻率則降低，且過量空氣系數(shù)為0.9時，秸稈焦炭的貢獻率達到46％。而對于稻殼，揮發(fā)分的貢獻率上升，焦炭的貢獻率下降。
　　通過本文對生物質(zhì)直接燃燒特性以及再燃還原NO特性的研究將為進一步探索生物質(zhì)清潔高效燃燒的利用方式提供依據(jù)，為進一步開