H 2 /CO合成氣稀釋擴(kuò)散燃燒的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-04 05:26
合成氣是一種富氫燃料,作為煤氣化技術(shù)的產(chǎn)物,主要是由H2、CO組成,還包含N2、CO2、H2O、CH4以及其他高階碳?xì)浠衔?它的具體成分取決于燃料來源和合成氣生產(chǎn)工藝。合成氣成分復(fù)雜,這阻礙了合成氣的廣泛應(yīng)用,給相關(guān)燃燒設(shè)備的設(shè)計(jì)和運(yùn)行帶來困難。合成氣的主要燃料成分為H2和CO,因此可以有效降低燃燒尾氣中SOx的生成,但合成氣的絕熱燃燒溫度高,易生成NOx污染物,目前有關(guān)合成氣燃燒尾氣中NOx排放控制的研究仍在探討和完善之中;谶@樣的研究背景,本文搭建了實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的小型合成氣燃燒實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)并建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,通過實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法研究了 H2/CO擴(kuò)散火焰的燃燒特性和污染生成情況。主要工作包括以下幾個(gè)方面:通過建立合成氣/空氣同向軸對(duì)稱擴(kuò)散燃燒的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)研究了合成氣同向軸對(duì)稱擴(kuò)散火焰在不同H2/CO比、不同稀釋劑種類和不同稀釋劑濃度條件下的NO排放特性;通過對(duì)同向軸對(duì)稱合成氣擴(kuò)散火焰的數(shù)值模擬,計(jì)算了燃料側(cè)添加不同稀釋劑的情況下燃燒溫度、自由基以及NO的變化,并將NO的數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較,取得比較滿意的結(jié)果,且在此基礎(chǔ)上考察了壓力對(duì)合成氣燃燒的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果...
【文章來源】:南京師范大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)示意圖??燃燒室由可旋轉(zhuǎn)不銹鋼柱型罩包圍而成,燃燒器位于燃燒室的中心位置
360便攜式煙氣分析儀;另一臺(tái)采用國產(chǎn)SPEP2000-C工業(yè)用煙氣分析儀,該煙??氣分析儀采用先高溫直接抽取再分析的方法,采用紫外光譜吸收法分析氣態(tài)污染??物,如圖2.4所示。??其中testo?360煙氣分析儀采用的是電化學(xué)氣體傳感器(Electrochemical?gas??sensor),能夠把對(duì)象氣體在電極處氧化或還原而測(cè)電流,進(jìn)而得出對(duì)象氣體濃度。??具體構(gòu)造部件包括:筆記本電腦、多功能探頭、加熱采樣軟管、檢驗(yàn)氣體轉(zhuǎn)換裝??置、接線板、工業(yè)煙氣探頭、多級(jí)煙塵過濾器、標(biāo)氣瓶、外接探頭裝置、外接電??源線等。testo?360詳細(xì)參數(shù)見下表2.1。??表2J煙氣分析主要參數(shù)??#?m.?H?反應(yīng)時(shí)間??02?0-?+?21?Vol.%?02?30.0?-190?測(cè)量值的+/-1.2%??NO?0-?+3000?ppm?NO?30.0-t90?測(cè)量值的+/-2.8%??NOi?0-?+500?ppm?N02?80.0?-190?測(cè)量值的+/-1.0%??10??
—?3&j??圖2.4煙氣分析儀實(shí)物圖??為了準(zhǔn)確地反映燃燒過程中尾氣組分濃度的變化規(guī)律,本實(shí)驗(yàn)采用實(shí)時(shí)在線??測(cè)量的方法。為了保證測(cè)量的可靠性,本實(shí)驗(yàn)的氣體采樣點(diǎn)設(shè)置在圓柱形燃燒室??末端橫向管段距離出口?1/3處。由于采樣點(diǎn)位于尾氣管道的下游位置,因此采樣??點(diǎn)處煙氣組分濃度可以看做是煙氣的平均組分濃度。??煙氣組分濃度測(cè)量設(shè)備采用兩臺(tái)煙氣分析儀同時(shí)測(cè)量。一臺(tái)采用德國testo??360便攜式煙氣分析儀;另一臺(tái)采用國產(chǎn)SPEP2000-C工業(yè)用煙氣分析儀,該煙??氣分析儀采用先高溫直接抽取再分析的方法,采用紫外光譜吸收法分析氣態(tài)污染??物,如圖2.4所示。??其中testo?360煙氣分析儀采用的是電化學(xué)氣體傳感器(Electrochemical?gas??sensor),能夠把對(duì)象氣體在電極處氧化或還
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]燃燒煙氣脫硝技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 高林,李輝,單歷元,黃佳,于有海,閔永剛. 化學(xué)工程. 2017(03)
[2]Effects of H2/CO/CH4 syngas composition variation on the NOx and CO emission characteristics in a partially-premixed gas turbine combustor[J]. Lee Min Chul. Science China(Technological Sciences). 2016(12)
[3]基于煤和天然氣聯(lián)合制取合成氣工藝研究進(jìn)展[J]. 卞潮淵,慕韓鋒. 化工進(jìn)展. 2016(10)
[4]氮?dú)庀♂尭粴浜铣蓺飧邏喝紵匦詳?shù)值模擬[J]. 付忠廣,盧可,周揚(yáng),朱一鳴,劉雪琦. 熱力發(fā)電. 2014(11)
[5]合成氣燃燒反應(yīng)機(jī)理的驗(yàn)證和分析[J]. 王全德,魏賞賞,王偉,崔晨曉. 新能源進(jìn)展. 2014(03)
[6]合成氣預(yù)混層流火焰結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)和數(shù)值研究[J]. 衛(wèi)之龍,王金華,舒新建,謝永亮,王錫斌,黃佐華. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(07)
[7]低NOx工業(yè)燃?xì)馊紵夹g(shù)研究進(jìn)展[J]. 劉波,吳雨,王元華,徐宏,譚金龍,蔣良雄. 化工進(jìn)展. 2013(01)
[8]湍流擴(kuò)散火焰的大渦模擬及驗(yàn)證[J]. 張引弟,周懷春,謝明亮. 動(dòng)力工程. 2009(05)
[9]不同空氣稀釋劑對(duì)合成氣擴(kuò)散火焰NOx生成特性的影響[J]. 湯根土,呂俊復(fù),岳光溪,張海. 動(dòng)力工程. 2008(06)
[10]合成氣-甲醇伴燒火焰實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值分析[J]. 張文興,穆克進(jìn),張哲巔,張永生,王岳,肖云漢. 燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù). 2008(03)
碩士論文
[1]富氫合成氣低NOx燃燒技術(shù)研究[D]. 楊天明.華北電力大學(xué) 2012
本文編號(hào):3017804
【文章來源】:南京師范大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)示意圖??燃燒室由可旋轉(zhuǎn)不銹鋼柱型罩包圍而成,燃燒器位于燃燒室的中心位置
360便攜式煙氣分析儀;另一臺(tái)采用國產(chǎn)SPEP2000-C工業(yè)用煙氣分析儀,該煙??氣分析儀采用先高溫直接抽取再分析的方法,采用紫外光譜吸收法分析氣態(tài)污染??物,如圖2.4所示。??其中testo?360煙氣分析儀采用的是電化學(xué)氣體傳感器(Electrochemical?gas??sensor),能夠把對(duì)象氣體在電極處氧化或還原而測(cè)電流,進(jìn)而得出對(duì)象氣體濃度。??具體構(gòu)造部件包括:筆記本電腦、多功能探頭、加熱采樣軟管、檢驗(yàn)氣體轉(zhuǎn)換裝??置、接線板、工業(yè)煙氣探頭、多級(jí)煙塵過濾器、標(biāo)氣瓶、外接探頭裝置、外接電??源線等。testo?360詳細(xì)參數(shù)見下表2.1。??表2J煙氣分析主要參數(shù)??#?m.?H?反應(yīng)時(shí)間??02?0-?+?21?Vol.%?02?30.0?-190?測(cè)量值的+/-1.2%??NO?0-?+3000?ppm?NO?30.0-t90?測(cè)量值的+/-2.8%??NOi?0-?+500?ppm?N02?80.0?-190?測(cè)量值的+/-1.0%??10??
—?3&j??圖2.4煙氣分析儀實(shí)物圖??為了準(zhǔn)確地反映燃燒過程中尾氣組分濃度的變化規(guī)律,本實(shí)驗(yàn)采用實(shí)時(shí)在線??測(cè)量的方法。為了保證測(cè)量的可靠性,本實(shí)驗(yàn)的氣體采樣點(diǎn)設(shè)置在圓柱形燃燒室??末端橫向管段距離出口?1/3處。由于采樣點(diǎn)位于尾氣管道的下游位置,因此采樣??點(diǎn)處煙氣組分濃度可以看做是煙氣的平均組分濃度。??煙氣組分濃度測(cè)量設(shè)備采用兩臺(tái)煙氣分析儀同時(shí)測(cè)量。一臺(tái)采用德國testo??360便攜式煙氣分析儀;另一臺(tái)采用國產(chǎn)SPEP2000-C工業(yè)用煙氣分析儀,該煙??氣分析儀采用先高溫直接抽取再分析的方法,采用紫外光譜吸收法分析氣態(tài)污染??物,如圖2.4所示。??其中testo?360煙氣分析儀采用的是電化學(xué)氣體傳感器(Electrochemical?gas??sensor),能夠把對(duì)象氣體在電極處氧化或還
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[4]氮?dú)庀♂尭粴浜铣蓺飧邏喝紵匦詳?shù)值模擬[J]. 付忠廣,盧可,周揚(yáng),朱一鳴,劉雪琦. 熱力發(fā)電. 2014(11)
[5]合成氣燃燒反應(yīng)機(jī)理的驗(yàn)證和分析[J]. 王全德,魏賞賞,王偉,崔晨曉. 新能源進(jìn)展. 2014(03)
[6]合成氣預(yù)混層流火焰結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)和數(shù)值研究[J]. 衛(wèi)之龍,王金華,舒新建,謝永亮,王錫斌,黃佐華. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(07)
[7]低NOx工業(yè)燃?xì)馊紵夹g(shù)研究進(jìn)展[J]. 劉波,吳雨,王元華,徐宏,譚金龍,蔣良雄. 化工進(jìn)展. 2013(01)
[8]湍流擴(kuò)散火焰的大渦模擬及驗(yàn)證[J]. 張引弟,周懷春,謝明亮. 動(dòng)力工程. 2009(05)
[9]不同空氣稀釋劑對(duì)合成氣擴(kuò)散火焰NOx生成特性的影響[J]. 湯根土,呂俊復(fù),岳光溪,張海. 動(dòng)力工程. 2008(06)
[10]合成氣-甲醇伴燒火焰實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值分析[J]. 張文興,穆克進(jìn),張哲巔,張永生,王岳,肖云漢. 燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù). 2008(03)
碩士論文
[1]富氫合成氣低NOx燃燒技術(shù)研究[D]. 楊天明.華北電力大學(xué) 2012
本文編號(hào):3017804
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