【摘要】：基于煤炭在國(guó)內(nèi)外的能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)著重要地位,它作為重要的化石燃料不斷開(kāi)采,大量使用造成能源短缺。目前,能源短缺也已經(jīng)成為本國(guó)關(guān)心的問(wèn)題,因?yàn)槊禾咳紵龝?huì)產(chǎn)生大量污染物如CO_2、NOx等可見(jiàn)的嚴(yán)重影響在生態(tài)環(huán)境方面。因此為了達(dá)到化石燃料的潔凈燃燒、高效率利用以及低污染物排放的效果,專家們不斷尋求和開(kāi)發(fā)新型燃燒技術(shù),儼然已經(jīng)成為火電燃燒的研究熱點(diǎn)�；痣姀S排放標(biāo)準(zhǔn)除了SOx、CO_2污染物排放受到限制外,NOx如今經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)它作為另一重要影響因素制約著電力發(fā)展和環(huán)境污染。通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)的學(xué)習(xí)及前期的大量調(diào)研發(fā)現(xiàn)有學(xué)者提出低氧稀釋氧煤燃燒(MILD-OCC)新型燃燒方式,研究表明此燃燒方式是一種與傳統(tǒng)燃燒方式不同的思路與設(shè)計(jì),MILD-OCC燃燒裝置結(jié)合傳統(tǒng)方式,在傳統(tǒng)方式創(chuàng)新下的一種結(jié)合技術(shù),MILD-OCC燃燒技術(shù)具有高溫度均勻性、CO_2富集及低NOx減排潛力。本文通過(guò)自行設(shè)計(jì)新型Hencken型燃燒器燃燒煤粉,燃燒過(guò)程中采用的是甲烷作為助燃劑,空氣作為氧化劑的混合氛圍下燃燒煤粉產(chǎn)生煙氣。在不同空燃比的條件下獲取MILD-OCC火焰煙氣氣體溫度分布,進(jìn)而確定最優(yōu)空燃比,實(shí)驗(yàn)確定空燃比(單位質(zhì)量燃料燃燒所需要的空氣質(zhì)量)為30時(shí)觀察它的火焰擴(kuò)散情況及溫度分布達(dá)到MILD-OCC燃燒狀態(tài)。在空燃比為30時(shí)通過(guò)劃分網(wǎng)格的采樣方式在徑向(距離火焰中心的橫向距離)離中心火焰距離5mm、15mm、25mm,軸向(距離火焰中心高度)距離中心火焰10mm、20mm、30mm、40mm、50mm下進(jìn)行采樣,對(duì)于采樣檢測(cè)系統(tǒng)的選定是通過(guò)多種方法比較選出,確定采用《固定污染源排氣中氮氧化物的測(cè)定-紫外分光光度法》方法。前者對(duì)樣品煙氣進(jìn)行吸收法采樣,而后采用分光光度計(jì)檢測(cè)NOx的濃度,揭示MILD-OCC燃燒技術(shù)中NOx生成機(jī)理及排放特性。實(shí)驗(yàn)研究表明MILD-OCC燃燒方式下氮氧化物的生成與溫度至關(guān)重要,通過(guò)熱電偶進(jìn)行溫度測(cè)量,發(fā)現(xiàn)整個(gè)爐膛溫度差值在50℃左右波動(dòng),符合MILD-OCC燃燒下溫度均勻的特性。根據(jù)濃度排放曲線研究發(fā)現(xiàn)MILD-OCC方式燃燒煤粉情況下NOx的排放濃度在50-165mg/m~3,而無(wú)煤粉燃燒的排放濃度在95-135 mg/m~3。比較其他低NOx燃燒方式來(lái)說(shuō)此方法的排放濃度大幅降低。隨著采樣高度的不同,濃度隨著高度的增加呈現(xiàn)先增后降的趨勢(shì),說(shuō)明氮氧化物的燃燒揮發(fā)分析出需要一定的時(shí)間。已經(jīng)生成的氮氧化物還會(huì)與揮發(fā)分中其他有機(jī)物發(fā)生還原反應(yīng)降低了排放量�？偨Y(jié)眾多學(xué)者對(duì)氮氧化物生成機(jī)理的研究結(jié)合本實(shí)驗(yàn)研究數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)本文研究的MILD-OCC燃燒方式下氮氧化物的生成機(jī)理為熱力型。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X773
【圖文】：

圖 2-1 燃燒器設(shè)計(jì)圖 圖 2-2 燃燒器實(shí)物圖搭建好燃燒器后開(kāi)始對(duì)其進(jìn)行調(diào)試，由上述文獻(xiàn)可知 MILD 燃燒火焰鋒面穩(wěn)定或無(wú)鋒面，且與工況當(dāng)量比有關(guān)，所以通過(guò)對(duì)燃燒器的不斷調(diào)試，起初因?yàn)槊芊獠粐?yán)密導(dǎo)致火焰不穩(wěn)定，因?yàn)檎餍Ч缓脤?dǎo)致火焰分布不均勻，此時(shí)燃燒器出口的火焰形狀如圖 2-3 a）所示。各個(gè)小的擴(kuò)散火焰是分離的，部分毛細(xì)不銹鋼管上方?jīng)]有火焰現(xiàn)象。而對(duì)于氮氧化物的研究非常重要的一個(gè)參數(shù)就是溫度，通過(guò)重新密封管道及與鍋爐的縫隙，不斷的完善內(nèi)部結(jié)構(gòu)，最終得到的均勻的火焰形狀，如圖 2-3 b）所示。每根毛細(xì)不銹鋼管上方均有大小一致的火焰，因?yàn)橛屑淄榈耐ㄈ霑?huì)引起燃燒器上方形成似有似無(wú)的鋒面。

圖 2-1 燃燒器設(shè)計(jì)圖 圖 2-2 燃燒器實(shí)物圖搭建好燃燒器后開(kāi)始對(duì)其進(jìn)行調(diào)試，由上述文獻(xiàn)可知 MILD 燃燒火焰鋒面穩(wěn)定或無(wú)鋒面，且與工況當(dāng)量比有關(guān)，所以通過(guò)對(duì)燃燒器的不斷調(diào)試，起初因?yàn)槊芊獠粐?yán)密導(dǎo)致火焰不穩(wěn)定，因?yàn)檎餍Ч缓脤?dǎo)致火焰分布不均勻，此時(shí)燃燒器出口的火焰形狀如圖 2-3 a）所示。各個(gè)小的擴(kuò)散火焰是分離的，部分毛細(xì)不銹鋼管上方?jīng)]有火焰現(xiàn)象。而對(duì)于氮氧化物的研究非常重要的一個(gè)參數(shù)就是溫度，通過(guò)重新密封管道及與鍋爐的縫隙，不斷的完善內(nèi)部結(jié)構(gòu)，最終得到的均勻的火焰形狀，如圖 2-3 b）所示。每根毛細(xì)不銹鋼管上方均有大小一致的火焰，因?yàn)橛屑淄榈耐ㄈ霑?huì)引起燃燒器上方形成似有似無(wú)的鋒面。

灰樣

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