分解炉内NO生成与NH_3脱硝的数值模拟研究
低温NH_3-SCR脱硝催化剂研究现状及进展
．
．
贵 金属 价格 较高 会 造 成 成 本增 加 ，并 且 温 度 窗 口较 硝效 率 ，在 ２００￣３６０℃脱硝 效率保 持 在 １００ ，并 且
窄 ，抗硫 性 较差 ，所 以贵 金 属 催 化 剂 已 被 活性 更 高 ， 催 化剂 在 ２００℃ 温 度 下 抗 硫 抗 水 性 良好 ，通 过 表 征
单 金 属 氧化 物 催 化 剂 的低 温 脱 硝性 能一 般 ，高 温 下不 稳定 ，而 复 合 氧化 物 具 有 确 定 的组 成 、结 构 ， 且 结 构 中的各 种金 属离 子可 以进 行调 节 。
Ｒｕｉ Ｚｈａｎｇ等 ［７］采 用 共 沉 淀 法 制 备 了 ＣｅＯ２一 ＴｉＯ２掺杂 Ｆ催化 剂 。研 究 发 现 ，Ｃｅ ＴｉＦ 催 化 剂
分 子筛 因其 独 特 的孔 道 结构 、极 大 的 比表 面 积 和 丰 富的表 面酸性 位 点 被 用 作催 化 剂 载 体 ，巨大 的 比表 面积会使 活性 组 分 在 载 体上 更 加 均 匀 地 分 布 ， 可 以促进 ＮＨ。吸 附和活 化 。分子 筛 高稳 定 性 、宽 温 度 窗 口等特 性使得 其 在脱硝 催化 剂方 面得 到广泛 关 注 和应用 。
效 率提 高是 因为 Ｆ提供 了更 多 Ｌｅｗｉｓ酸 的酸 性位 。 研 究表 明 ，Ｆｅ和 Ｍｎ的氧 化 物在 低 温 条件 下 表
现 出良好的催化性能 。贾博涵＿８ 等研究 的 ＭｎＯｘ／
具 有一定 的脱 硝活 性 但 会 产 生 强烈 的 氧 阻抑 现 象 。
Ｚｒｏ Ｔｉ。 Ｏ。催 化 剂 在 １４０℃ 时 即 可 达 到 ８０ 的脱
第 ２期
低 温 ＮＨ３一ＳＣＲ脱硝 催 化 剂研 究现状 及进 展
4500t／d分解炉氮氧化物生成的数值模拟
摘
要： 在有物料分解的情况下 ， 考虑 回转窑燃烧对分 解炉 的影 响 ， 并且 考虑煤 与天然气两种燃 料 ， 数值
模拟分解炉 内氮氧化物 的生成 ， 出合理的三维温度场 、 得 速度场 以及 氮氧化物 分布 ， 通过与实测数 据 比较 ， 可 以明显得到天然气燃烧要 比煤粉燃烧清 洁很 多的结论 。 关键词 ： 物料分解 ；回转窑 ；分解炉 ； 氧化物 ； 氮 数值模拟
武汉理工大学学报 （ 信息与管理工程 版）
２ １ ６月 ０２年
的影响 。从模 拟 结 果可 看 出 ， 然气 比煤 粉更 为 天 清洁 。我 国水 泥生 产产 生 的氮 氧化 物 的浓 度平均
约为 １１０ｍｇ Ｎ 相对 于 国际 上 最先 进 的 ２ ０ ０ ／ ｍ ， ０
度 的 要 求 较 高。当 温 度 在 所 需 的 温 度 条 件 （ ３０Ｃ 以上时， １ ０￣） 就会有大量 的氮氧化物生成 ，
并且反 应 速度很 快 ； 当温 度在温 度条 件 以下 时 ， 只 有很少 量 的氮 氧化 物 生 成 ， 学 反 应几 乎 不 会 进 化 行 。因此 可 以通 过 降低 氧 浓 度 ， 短 高 温 区 的作 缩 用时 间等方 式来 减少 热力 型 Ｎ ｘ的生成 量 。 Ｏ
２ 回 转 窑 和 分解 炉 模 型 的 构 建
２ １ 回转 窑模型 ．
图 １ 回转 窑 内部 区域 三维模 型 。在这 个 三 为 维模 型 中 ， 回转 窑 被 简 化 成一 个 长 度 为 ７ Ｉ截 ４１， Ｔ
面半径 为 ２ ３ ５ｉ 圆筒 。 ． ２ ｎ的
图 ２为 回转 窑 的网格划 分 图。为 了让燃 烧器
生 成与 还原 。
热 力 型 Ｎ ｘ生 成 的 主 要 影 响 因 素 是 温 度 和 Ｏ 氧浓度 ， 中温度 决 定 了整个 反应 的速 率 。 由于 其
气体再燃低NOx燃烧中NO与NH反应研究
Ｎ２ Ｏ，揭示 其 反应 的微 观机 理 ，对认 识再 燃 脱硝 Ｈ＋
的本质 和 主要过 程具 有重 要意 义［ ５ １ 。
再 燃 技 术 可 以大 大 降 低 烟 气 中 Ｎ 量 ，其 脱 氮 Ｏ含
再通 人模 拟高 炉煤气 。待 反应 充分后 ，关 闭三通 阀
图 １ 气体 再 燃 试 验 系 统 示 意 图
通 向大气 的开关 ，开 通连 接烟 气分析 仪 的开关 ，进
１２ 实验 煤种 ．
行数 据采 样 。关 闭气 体 阀 门 ，改变 实验 条件 ，准 备
测量 下一 工况 。
实 验 中选 取 了大 同烟煤 （ 、龙 口褐 煤 （ 、 １） ２） 神 府 混煤 （ ３）和晋 城 无 烟煤 （ ４）为 主燃 煤 种 进
ｒａ ｔｎ ｓ ｉｔｒ ｄａｅ ，ｒｎ ｉ ｏ ｔｔｓ ｎ ｒｄ ｃｓ ｎｒａ ｔ ｎｐｏ ｅｓｗ ｒ ｐ ｉ ｚ ｄ ａ ｄｔｅｒ ｎ ｒｙ ｅ ｃａ ｔ，ｎｅｍｅ ｉｔｓ ｔ ｓｔ ｎｓａｅ ｄｐ ｏ ｕ ｔ ｃｉ ｒｃ ｓ ｅ ｅｏ ｔ ａ ｉ ａ ｉ ｅ ｏ ｍｉｅ ， ｎ ｉｅ ｅｇ ｈ ｗａ ａｃ ｌｔｄ ａ ｅｓｍｅｔ ｅｖｂ ａｉｎａ ａｙ ｉ ｗａ ｏ ｄ ｃｅ Ｏａ ｅｅｍｉｅｒａｉ ｆ ｎｅ ｅ ｓｃ ｌｕａｅ ， ｔ ｈ ａ ｍｅｔ ｉｒｔ ｎ ｌｓｓ ｓ ｎ ｕ ｔｄ Ｓ ｓｔ ｄ ｔｒ ｎ ｅ ｔ ｏ ｔｒ － ｔ ｉ ｈ ｏ ｃ ｏ ｌ ｙ ｉ ｍ ｄａｅ ｎ ｒｎ ｉ ｏ ｔｔｓ ｈ ｉｔｓａ ｄ ｔ ｓｔ ｎ ｓａｅ ．Ｔ ｅ ＮＨ ｒｅ ｒｄｃ ｌａ ｄ ＮＯ ｒａ ｔ ｎ ｍｅ ｈ ｎｓ ａ ｄ ｅ ｐ ｒ ｎａ ｅ ｕｔ ａ ｉ ｆｅ ａ ｉａ ｎ ｅ ｃｉ ｃ ａ ｉｍ ｎ ｘ ｅｉ ｏ ｍｅ ｔｌｒｓ ｌ ｓ
窑尾废气NH_(3)逃逸监测方法浅析
2024年第2期No.22021新磴他水冕專报Cement Guide for New Epoch中图分类号：TQ172.9文献标识码：B文章编号：1008-0473（2021）02-0063-03DOI编码：10.16008/ki.l008-0473.2021.02.015窑尾废气NH3逃逸监测方法浅析倪旭光蒋宝庆王涛苏丽娜西安西矿环保科技有限公司，陕西西安710075摘要在线仪器分析法中TDLAS技术具有分辨率高、灵敏度高等优势，在脱硝氨逃逸检测中得到广泛应用。
烟气中的灰尘及SO3导致设备视窗污染、光学元件腐蚀、角装方式代表性差等问题，激光原位测量法已经不能满足测量精度要求。
激光抽取测量法氨逃逸测量仪可满足现阶段测量要求。
关键词氨逃逸TDLAS技术检测技术激光原位测量法激光抽取测量法0引言2020年6月，生态环境部发布《重污染天气重点行业应急减排指南（2020年修订版）》（环办大气函[2019]340号）,将水泥企业分成A、B、C三级，其中A级企业的窑尾烟气粉尘、SO?、NO*排放浓度分别不高于10mg/n?、35mg/n?、50mg/m3,氨逃逸W5mg/m3,可不受减排措施停产限值；对B、C级企业的氨逃逸规定不得超过8mg/m3o目前很多地区水泥企业均表示已经完成超低排放改造。
由于超低排放不仅对粉尘、SO?的排放指标提高，还提高了N0*的排放要求。
由于现有水泥企业多采用“低氮燃烧器+SNCR”脱硝，为使氮氧化物排放达标，不得不大量使用氨水，导致氨逃逸率高。
在没有取得脱硝关键技术突破的情况下，氨逃逸就是一个不可回避的问题叫从管控角度来说，对氨逃逸的监测不容忽视。
本文仅就氨逃逸的监测技术进彳寸论。
1氨逃逸产生的危害由于部分水泥企业为了让氮氧化物排放量达到超低排放要求，过量甚至大幅超量喷氨水来提高SNCR的脱硝反应效率，系统喷氨量增大若控制不当，将会导致氨逃逸浓度成倍增加，对设备安全性与脱硝运行经济性带来一定的影响。
Ti改性铁镁催化剂NH_3-SCR性能及机理研究
Ti改性铁镁催化剂NH_3-SCR性能及机理研究燃煤产生的氮氧化物(NOx)是导致酸雨、光化学烟雾、臭氧层空洞等环境问题的主要原因,对人类健康和生态平衡带来巨大的威胁。
面对日益严峻的减排形式,我国提出了严苛的减排要求与法规。
以NH3为还原剂的选择性催化还原(Selective Cata l ytic Reduction with NH3,NH3-SCR)技术是目前应用最广泛的NOx控制技术,催化剂是该技术的核心。
钒钛系脱硝催化剂凭借优越的脱硝性能、运行可靠、技术成熟而广泛应用,但因其成本高、氧化S02的能力较强、对环境造成二次污染等缺点,很大程度上限制了其长远发展。
而后颁布的将钒钛系废烟气脱硝催化剂纳入危险废弃物进行管理的规定更是进一步制约了其未来的应用前景。
因此,寻求可替代商用钒钛催化剂的高效廉价型非钒基催化剂势在必行。
与钒钛系催化剂相比,铁基催化剂具有来源广泛,价格低廉,无二次污染及废弃催化剂易处理等优势,具备替代钒钛系催化剂的潜质与趋势。
γ-Fe203作为催化剂具备良好的SCR脱硝潜能,备受国内外学者关注。
然而,,γ-Fe203催化剂较窄的活性温度窗口、高温段强烈的副反应及较差的抗毒化性能使得其尚且不能达到工业化应用的标准,有待进一步的改性优化研究。
本文从改性优化γ-Fe203催化剂的角度出发,通过寻求合适的助剂添加达到提高催化剂催化活性、拓宽催化剂温度窗口等目的。
首先,采用实验研究与表征分析等方法研究Mg掺杂对γ-Fe203催化剂的影响规律,以及煅烧温度对催化剂活性与微观结构的影响规律,在此基础上提出并系统研究了两种方式下Ti改性优化对铁镁复合氧化物催化剂催化性能的规律与机制,通过对催化剂表面活性物种的分析,提出催化剂的反应机理与途径,最后探讨了前驱体对催化剂的影响特性。
本文开展的主要工作如下:采用共沉淀微波热解法制备以Mg为助剂的改性γ-Fe203催化剂,并系统研究了 Mg掺杂比及煅烧温度对催化剂NH3-SCR催化脱硝特性的影响。
DD分解炉分级燃烧减排Nox的数值模拟及优化研究的开题报告
DD分解炉分级燃烧减排Nox的数值模拟及优化研究的开题报告1. 研究背景和意义随着环保意识日益提高，减少大气污染已成为各国的共同目标。
其中，NOx的减排至关重要，因为它是造成酸雨、臭氧等大气污染的重要成分之一。
DD分解炉是一种高温炉，用于生产多种金属材料，如钨、钽、铌等。
然而，DD分解炉在生产过程中会排放大量的NOx，给环境带来了严重的污染。
因此，研究DD分解炉的NOx减排技术具有重要的现实意义。
2. 研究目标和内容本研究旨在采用数值模拟方法，对DD分解炉NOx减排技术进行研究。
具体研究内容包括以下几个方面：（1）建立DD分解炉的数值模型，模拟其燃烧过程；（2）分析DD分解炉燃烧过程中NOx生成的机理；（3）探究DD分解炉NOx减排技术，比如SCR技术、SNCR技术等；（4）对减排技术进行数值模拟，优化减排效果。
3. 研究方法和技术路线本研究采用数值模拟方法，主要包括以下步骤：（1）建立DD分解炉的数值模型。
首先，收集DD分解炉的相关参数，如炉体形状、燃料类型、风速、温度等，建立数值模型；（2）模拟DD分解炉的燃烧过程，分析NOx生成的机理。
采用计算流体力学(CFD)方法，对DD分解炉的燃烧过程进行数值模拟，并分析NOx的生成机理；（3）探究DD分解炉的NOx减排技术，比如SCR技术、SNCR技术等。
对于不同的减排技术，分别对其原理、适用范围、优缺点等进行分析和比较；（4）对减排技术进行数值模拟，优化减排效果。
结合实验数据和数值模拟结果，优化减排技术，提高其减排效果。
4. 研究预期结果通过本研究，预计能够实现以下几个方面的结果：（1）建立DD分解炉的数值模型，模拟其燃烧过程；（2）分析DD分解炉燃烧过程中NOx生成的机理；（3）探究DD分解炉NOx减排技术，比如SCR技术、SNCR技术等；（4）对减排技术进行数值模拟，优化减排效果。
最终，本研究将提出有效的DD分解炉NOx减排技术，为解决大气污染问题提供一定的参考和帮助。
不同煤种燃烧过程中NO_x形成规律的数值模拟与分析
速 度 矢 量 ， ｓ ｍ／ 。
１ ２ 动 量 守 恒 方 程 ．
十 ・（ ｐＶＸ Ｖ — ｖ） 一 ￣ ｐ－ ｗ ・ ［ －
（
）］ 户 —— 燃烧 炉 内压力场 ， ａ Ｐ。
（） ２
式 中 ：— — 动 力 粘 度 系 数 ， ａ・ Ｐ Ｓ
主 要 研究 从 强化 传 热 ， 热 传 质 流 动 的数 值 模 拟 。 传
０ 引 言
Ｎ ） 是一种危害人体健 康 ， （ｒ 破坏大气环 境的 污染 物， 燃煤电站锅炉是 Ｎ 的主要排放源 。２ Ｏ Ｏ０年全国 电站锅炉 Ｎ 的平均排 放 质量浓 度为 ７０ｍ ／ ３ ５ ｇ Ｎｍ ，
Ｎ 排 放总 量为 ２ ８ ０ ５ ． ２万 ｔ２ １ ， Ｏ ０年 Ｎ 排 放 总
：
长 春 工 程学 院学 报 （ 自然 科 学 版 ）２ １ ０ １年 第 ｌ ２卷 第 ｌ 期
Ｊ Ｃｈ ｎ ｈ ｎ Ｉ ｓ． ｅ ． Ｎａ． ｅ． ｄ． ， ０ １ Ｖｏ． ２ Ｎｏ １ ． ａ ｇｃ ｕ ｎ ｔＴｅ ｈ （ ｔＳ ｉＥ ｉ） ２ １ ． １１ 。 ．
Ｚ ／０ ３ ￣
８—４ １８
ＣＮ ２ ｌ ２ ／ ２ 一 ３ ３ Ｎ
不 同煤 种燃 烧 过 程 中 Ｎ ｚ 成规 律 的 数值 模 拟 与 分 析 Ｏ 形
刘 建 红 ， 晓 平 ， 自 国 任 张
（ 长春工 程） ３ ０ ２
摘 要 ： 燃煤 过 程对 大 气 造 成 的污 染 正 目益 引起人
们 的 关 注 ， 制 Ｎｏ 控 的 排 放 是 煤 燃 烧 利 用 研 究 中 亟
意义。
锅 炉 内的煤 粉 燃烧 是 一个 复 杂 的物 理 、 化学 过
燃煤锅炉低NOx燃烧系统的数值模拟与试验研究
燃煤锅炉低NOx燃烧系统的数值模拟与试验研究一、本文概述本文旨在全面探讨燃煤锅炉低NOx燃烧系统的数值模拟与试验研究。
随着环保意识的日益增强，降低燃煤锅炉氮氧化物（NOx）排放已成为重要的研究课题。
本文通过分析燃煤锅炉NOx生成的机理，结合数值模拟和试验研究方法，旨在开发更为高效、环保的低NOx燃烧系统。
本文将对燃煤锅炉NOx生成的机理进行深入研究，包括热力型NOx、燃料型NOx和快速型NOx的生成过程及其影响因素。
基于计算流体力学（CFD）方法，建立燃煤锅炉低NOx燃烧系统的数学模型，对炉膛内的气流组织、燃烧过程、NOx生成与分布进行数值模拟，以揭示燃烧过程中NOx生成的规律。
设计并搭建燃煤锅炉低NOx燃烧系统试验平台，通过实际燃烧试验，验证数值模拟结果的准确性，并对燃烧系统的优化提供指导。
本文将对燃煤锅炉低NOx燃烧系统的数值模拟与试验研究结果进行综合分析，提出有效的低NOx燃烧技术优化方案，为燃煤锅炉的环保改造提供理论支持和实践指导。
二、文献综述随着环境保护要求的不断提高，燃煤锅炉的低NOx排放已成为国内外研究的热点。
NOx作为一种主要的大气污染物，不仅会对环境造成严重影响，还会危害人类健康。
研究和开发低NOx燃烧技术对于燃煤锅炉的可持续运行至关重要。
近年来，国内外学者对燃煤锅炉低NOx燃烧技术进行了广泛的研究。
从燃烧控制策略、燃烧器设计、燃料特性分析等方面入手，提出了多种低NOx燃烧方案。
燃烧控制策略主要包括空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环等；燃烧器设计则关注于燃烧器结构、燃烧室形状和气流组织等；燃料特性分析则主要探讨煤种、煤质对NOx生成的影响。
在数值模拟方面，国内外学者建立了多种燃煤锅炉低NOx燃烧的数值模型，并进行了大量的模拟研究。
这些模型主要基于计算流体力学（CFD）和化学反应动力学，通过求解燃烧过程中的流场、温度场、浓度场等参数，深入分析了燃煤锅炉低NOx燃烧的机理和影响因素。
水泥分解炉SNCR脱硝的数值模拟研究
水泥分解炉SNCR脱硝的数值模拟研究张乐宇;张忠孝;陈立新;付艳辉【摘要】选取吉林某3 200 t/d新型干法水泥生产线为研究对象，使用Ansys-Fluent软件进行仿真数值模拟，在得到分解炉内部热态规律的基础上，探究影响喷氨脱硝效果的因素。
实验分别研究了喷氨高度、喷氨速度、喷氨角度、氨氮比、氨水雾化粒径、喷氨深度、喷口数量各因素对脱硝效果的影响。
结果表明：优化后的喷氨高度为42 m，喷氨速度为80 m/s，喷氨角度为0°，氨氮比为1.8，氨水雾化粒径为100 μm，喷氨深度为750 mm，喷口数量为4个，沿圆周呈90°均匀分布。
在此优化工况条件下，可以达到76.89%的脱硝效率。
%A 3 200 t/d new type of dry-process cement production line in Jilin was chosen as the research object. The simulation was carried out by using Ansys-Fluent software. Based on the thermal law inside the precalciner, the factors influencing ammonia denitrification were explored. The effects of ammonia injection height, ammonia injection rate, ammonia injection angle, ammonia nitrogen ratio, ammonia water atomization particle size, ammonia injection depth and nozzle number on the out-of-stock effect were studied. The experimental results show that the optimized ammonia injection height is 42 m, the ammonia injection rate is 80 m/s, the ammonia injection angle is 0°, the ammonia nitrogen ratio is 1.8 and the ammo nia water atomizing particle size is 100 μm, the ammonia injection depth is 750 mm, the number of nozzle is 4, evenly distributed along the circumference of 90°. Under this optimized working conditions, it can achieve the denitrification efficiency of 76.89%.【期刊名称】《上海理工大学学报》【年(卷),期】2019(041)001【总页数】8页(P14-21)【关键词】分解炉; 选择性非催化还原（SNCR）; 脱硝; 数值模拟;【作者】张乐宇;张忠孝;陈立新;付艳辉【作者单位】上海理工大学环境与建筑学院，上海 200093;上海理工大学环境与建筑学院，上海 200093;北京汉能清源科技有限公司，北京 100071;北京汉能清源科技有限公司，北京 100071【正文语种】中文【中图分类】TK 175我国水泥年产量已达24亿t，占世界水泥产量的55%，其生产过程需要消耗标准煤2.6亿t和电2 000亿kW·h。
煤焦油二次热解过程中HCN及NH_3释放特性研究
文章编号:0253-2409(2005)02-0161-05收稿日期:2004-08-26;修回日期:2005-02-01基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(G1999022210);高等学校博士学科点专项科研基金(20020698048)。
作者简介:李 强(1980-),男,江苏海门人,硕士研究生,主要从事煤的清洁燃烧和污染控制工作。
E -m a i :l qlee @m ailst .xjtu .edu .cn.煤焦油二次热解过程中HCN 及NH 3释放特性研究李 强,车得福,刘银河,徐通模(西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安 710049)摘 要:对煤焦油中氮在惰性气氛中二次热解生成NO x 前驱物HCN 及NH 3进行了研究。
在两段炉固定床反应器上研究了四种煤样的焦油在二次热解过程中NO x 前驱物H C N 和NH 3的释放规律,讨论了煤阶、温度以及灰分对焦油二次热解过程中HCN 及NH 3释放规律的影响,表明随着煤阶的增高,焦油中氮的质量分数减少,HCN 和NH 3的转化率也随之减少。
随着二次热解温度的增高,H CN 和NH 3的转化率增加,在800e ~900e H CN 增幅最大,NH 3的质量分数在900e 以后基本不变。
煤中灰分的存在能减少氮在焦油中的质量分数,导致焦油二次热解过程中HCN 和NH 3的转化率下降。
关键词:热解;焦油;氰化氢;氨中图分类号:TQ53 文献标识码:A煤中的氮元素在燃烧过程中形成的氮氧化物,造成环境的污染,严重地影响到人类的生存。
各国学者多年来致力于降低NO x 排放的研究,但是到目前为止对于煤中氮的存在形态和释放规律还没有统一的认识,因为煤是一种复杂结构的有机物和无机物的混合体,深入的研究有相当的难度。
氮在煤中的质量分数不高,在1.5%~2%[1]。
煤中氮来源于成煤植物中含有的蛋白质,氨基酸,生物碱等含氮物质。
就目前的研究看,煤中氮主要是以有机氮的形态存在,主要有机氮形态为吡咯氮、吡啶氮、季氮。
SCR脱硝反应器内烟气与氨均混的数值模拟
电 力 与 能 源
３５ ３
Ｓ Ｒ脱 硝 反 应 器 内烟 气 与氨 均 混 的数 值 模 拟 Ｃ
彭 慧 ， 昌伟 ， 姜 陈冬 林 ， 小 波 ， 。刘 冯延 林 。 曾 昭 良。 ，
（ ． 沙 理 工 大 学 能 源 与 动 力 工 程学 院 ， 沙 １长 长 ４００ ； １ ０ ４
Ｎｕ ｅ ｉ ａ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｆ ｒ Ｕｎｉｏ ｍ ｉ ｉ ｆＦｌ ｅ Ｇａ ｎ ｍ ｒ ｃ ｌＳ ｍ ｌ ｔｏ ｏ ｆ ｒ Ｍ ｘ ｎｇ ｏ ｕ ｓａ ｄ Ａｍ ｍ ｏ ｉ ｎａ ｉ ｈ ｅｅ ｔｖ ｔ ｌ ｔｃ Ｒｅ ｕ ｔｏ ｅ ｉｒ ｔｏ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ Ｓ ｌｃ ｉ ｅ Ｃａ ａ ｙ ｉ ｄ ｃ ｉ ｎ Ｄ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ Ｒ ａ ｔ ｒ Ｐｅ ｇ Ｈ ｕ 一 ｉ ｎ ｈ ｎ ｗｅ １ ，Ｃｈ ｎＤｏ ｇｌｎ ，Ｌｉ ｉｏ ｏ ， ｎ ｉ．。Ｊ ａ ｇ Ｃ ａ ｇ ｉ， ２ ｅ ｎ ｉ １ ｕＸ ａ ｂ
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燃煤锅炉NO_x生成的数值模拟研究
进行 数值模 拟研 究 ， 为炉 内燃烧 及 Ｎ ０ 生成规 律 的分析研 究提 供理 论依 据 。
Ａ ｓｒｃ：Ｔｈ ｒ ｒ ｎ ｆｅｔ ｇｆｃｏｓｕ ｏ 。ｆｒ ｔ ｎ ｉ ｏ ｌ ｉ ｄｂ ｉ ｒ ，ｈ ｏ ｍａｉｎ ｂ ｔ ｔ ： ｅｅａｅｍａ ｙａｆｃｉ ａｔｒ ｐ ｎ ＮＯ ｏｍａｉ ｎ ｃａ —ｆ ｅ ｏｌ ｓ ｔｅｆｒ ｔ ａ ｎ ｏ ｒ ｅ ｏ ｍｅｈ ｎｓ ｂ ｉｇｃｍｐ ｒｔ ｅｙｃ ｍｐｉ ｔｄ Ａｔ ｈ ａ ｉ ， ａｔ ｆ ｆ ｃｉｇｆｃｏ ｓ ｒ ｍｉ ｄｂ ｃａ ｉ ｍ ｅｎ ｏ ａａｉ ｌ ｏ ｌ ａｅ ． ｅｓｍｅｔ ｖ ｃ ｔ ｍｅ ａｐ ｒ ｏ ｆ ｔ ｔ ｒ ａｅｌ ｔ ｙ ａｅ ｎ ａ ｉ ｅ
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ｍ ｅ ｉａ ｄ ｌ ｈ ｖ ｅ ｎ ｅ ｔ ｂ ｉ ｈ ｄ， ｎ ｈ ａ ｄ ｍｏ ｅ ｓ ｂ ｉ ｇ ｖ ｒｆ ｄ ａ ｄ ａ ｎ ｅ ｈ ｏ ｇ ｉ ｌ ｒｃ ｌ ｍｏ ｅ ｓ ａ ｅ ｂ ｅ ｓ ａ ｌ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｉ ｄ ｌ ｅ ｎ ｅ ｉ ｅ ｎ ｍｅ ｄ ｄ ｔ ｒ ｕ ｈ ｆ ｄ ｓ ｉ ｅ ｔ ｓ ａ ａ ｍａ ｉ ｇ ｔ ｅａ ｍ ｎ ｐ ｌ ａ ｉｙ ｏ ａ ｄ ｍｏ ｅ ｓｔ ｅｅ ｈ ｎ ｅ ｔ ｅ ｅ ｙ ｓ ｍｅ ａ ｆ ｃ ｉ ｇ ｆ ｃ ｏ ｓ ｅ ｔｄ ｔ ， ｋ ｎ ｈ ｉ ａ ｄ ａ ｐ ｉ ｌ ｆｓ ｉ ｄ ｌ ｏ ｂ ｎ ａ ｃ ｄ， ｈ ｒ ｂ ， ｏ ｆｅ ｔｎ ａ ｔ ｒ ， ｃ ｔ ｗｈ ｃ ａ ｅ ’ ｏ ｄ ｔ ｎ ｆ ｒ ｔ ｓ ， ａ ｅ ｎ ｍｅ ｉａ ｌ ｉ ｕ ａ ｅ ｎ ｔ ｄ ｅ ｐ ｏ ｉ ｉ ｇ ｂ ｓｓ ｆ ｒａ ａ ｙ ｉｈ ｈ ｖ ｎ ｔｃ ｎ ｉｉ ｏ ｅ ｔ ｃ ｎ ｂ ｕ ｒｃ ｌ ｓｍ ｌ ｔ ｄ ａ ｄ ｓ ｕ ｉｄ， ｒ ｖ ｄ ｎ ａ ｉ ｏ ｎ ｌ — ｏ ｙ ｓｎ ｎ ｔ ｄ ｉ ｇ ｃ ｍｂ ｓ ｉ ｎ ｉ ｈ ｕ ｎ ｃ ｎ ｅ ｕ ａ ｉｙ ｏ ｉ ｇ ａ ｄ ｓ ｕ ｙ ｎ ｏ ｕ ｔ ｎ ｔ ｅ ｆ ｒ ａ ｅ ａ ｄ ｒ ｇ ｌ ｒｔ ｆＮ ｏ ｆ ｒ ｔｏ ． ｏ ｍａ ｉ ｎ
水泥分解炉低氮燃烧过程数值模拟与优化研究
simulated actual value was 142.4 ppm. The optimization model has a good fit and can be
used for the preliminary analysis and prediction of NO concentration at the outlet of
furnace were simulated via the Fluent software. The effects of raw material angle, tertiary
air velocity and tertiary air temperature on combustion process and NO generation were
绪
论 .................................................................................................................... 1
1.1 研究背景 ................................................................................................................... 1
1.3.1 流场研究进展 .................................................................................................... 3
热解炉内尿素溶液雾化分解的数值模拟
热解炉内尿素溶液雾化分解的数值模拟热解炉内尿素溶液雾化分解的数值模拟周子鹏，赵红霞，韩吉田**(山东大学能源与动力工程学院制冷与低温工程系，济南 250061)510 15 20 25 30 35 40摘要:基于 FLUENT 平台，对热解炉内尿素溶液雾化、液滴与烟气的混合过程进行了数值模拟研究。
模拟结果表明，在溶液流量一定的前提下，液滴喷射速度的增大可以加速液滴蒸发，增大液滴的有效贯穿距离，有利于不同气体组分的混合，但是强烈的扩散降低了反应物浓度不利于化学反应的进行，产生的回流抑制了氨气向出口的流动;液滴粒径的增大可以延长蒸发时间但降低了蒸发速率。
随液滴粒径的增大，液滴穿透距离增大，液滴轨迹延长至反应区域中心，增强了混合的均匀性，但是蒸发速率的降低延缓了化学反应的进行，降低了氨气的产量。
关键词:尿素溶液;雾化;热解;数值模拟中图分类号:X701The simulation on atomization and pyrolysis of urea solutionin pyrolyzing furnaceZHOU Zipeng, ZHAO Hongxia, HAN JitianDepartment of Refrigeration and Cryogenics, School of Power and Energy, Shandong University,JiNan 250061Abstract: In this paper the simulation on the process of urea solutionspray and droplet-gas mixingin pyrolysis furnace is carried out based on FLUENT platform.The simulation results show thatwhen the the solution flow retains a certain value, the increase of liquid injection speed canaccelerate the droplet evaporation, increases the spray droplet effective penetration distance and behelpful for the mixting of different gas composition. But strong diffusion reduces the reactantconcentration and suppress the chemical reaction. The backflow resulted from the diffusion stopsthe ammonia from flowing to the outlet. The increase of the droplet size can extend theevaporation time but decrease the evaproation rate. Along with the increase of the droplet size, thepenetration distance increases so that the droplet track extend to the reaction regional center,which enhances the mixed uniformity. However, the reduction of evaporation rate delays thechemical reaction and reduce the ammonia output.Keywords: urea soltion; atomzation; pyrolysis; simulation0 引言NOx 排放日益成为一个迫切需要解决的社会问题。
化工脱硝反应的化学质量平衡建模与控制要点
化工脱硝反应的化学质量平衡建模与控制要点化工脱硝是一种重要的环境保护技术，用来降低工业废气中的氮氧化物排放。
在化工脱硝过程中，通过对化学反应进行建模和控制，可以实现高效的脱硝效果。
本文将介绍化工脱硝反应的化学质量平衡建模与控制的要点。
一、反应的化学质量平衡建模1. 确定反应物和生成物在化工脱硝反应中，一般以氨水为脱硝剂，氮氧化物（NOx）为反应物，生成物主要为氮气和水。
根据反应物和生成物的组成，可以进行化学质量平衡的建模。
2. 编写反应方程式根据反应物和生成物的组成，可以编写反应方程式。
以氨水脱硝反应为例，反应方程式可以表示为：2NH3 + 2NO + O2 → 3N2 + 3H2O3. 确定反应物和生成物的摩尔比根据反应方程式，可以确定反应物和生成物之间的摩尔比。
在上述反应方程式中，氨水和氮氧化物摩尔比为2:2，氮氧化物和氮气的摩尔比为2:3。
4. 进行物质平衡根据反应物和生成物的摩尔比，进行物质平衡。
可以通过计算反应物和生成物的摩尔浓度，以及反应速率等参数，对反应进行建模和控制。
二、反应的控制要点1. 温度控制在化工脱硝反应中，温度对反应速率有重要影响。
通过控制反应温度，可以调节反应速率，实现脱硝效果的优化。
一般来说，适宜的反应温度可以提高脱硝效率，同时避免副反应的发生。
2. 反应物投加控制在化工脱硝反应中，控制反应物的投加量可以控制反应速率。
通过实时监测反应物的浓度，并根据需要调节反应物的投加量，可以实现脱硝反应的精确控制。
3. 催化剂的选择和使用催化剂可以提高化工脱硝反应的速率和选择性。
在选择催化剂时，需要考虑催化剂的活性、稳定性和经济性等因素。
此外，催化剂的使用量也需要进行控制，以保证反应的效果和经济性。
4. 反应器的设计和优化反应器的设计和优化对化工脱硝反应至关重要。
需要考虑反应器的体积、形状、传热效果等因素，以达到最佳的反应效果和经济性。
5. 反应过程的监测和调节对化工脱硝反应过程进行实时监测和调节，可以及时发现和解决问题，提高反应的稳定性和可控性。
DDF型分解炉中NOx减排的数值模拟
DDF型分解炉中NOx减排的数值模拟
陈作炳;刘宁;汤帅
【期刊名称】《中国粉体技术》
【年(卷),期】2017(023)004
【摘要】为研究选择性非催化还原法对分解炉中NOx减排效果的影响,采用计算流体力学方法对DDF型分解炉进行数值模拟.以尿素为还原剂设计选择性非催化还原脱硝方案,对比分析各操作参数对NOx减排效果的影响.结果表明,还原剂喷射高度、喷嘴伸入距离、喷嘴数量等操作参数对NOx减排效果的影响较大,还原剂喷射速度对NOx减排效果的影响较小,且喷射高度为17 m,喷嘴伸入距离为0～0.6 m,喷嘴数量为4～8个,还原剂喷射速度为50～70 m/s时,分解炉中NOx减排效果较好.
【总页数】7页(P32-38)
【作者】陈作炳;刘宁;汤帅
【作者单位】武汉理工大学机电工程学院,湖北武汉430070;武汉理工大学机电工程学院,湖北武汉430070;武汉理工大学机电工程学院,湖北武汉430070
【正文语种】中文
【中图分类】TQ172.6
【相关文献】
1.余热锅炉中分层燃烧和NOx排放特性的数值模拟 [J], 谭建平;罗坤;宋冬根;樊建人
2.单角煤粉炉中NOｘ生成的数值模拟 [J], 马晓茜;张笑冰;周国良;卢苇
3.涡旋式分解炉中煤及垃圾衍生燃料共燃烧耦合CaCO3分解的数值模拟 [J], 梅书霞;谢峻林;陈晓琳;李雪梅;裴可鹏;何峰
4.民用解耦燃煤炉中的NOx和CO同时减排 [J], 韩健;刘新华;何京东;李虹嶙;张楠
5.管道式分解炉中褐煤燃烧耦合CaCO_3分解的数值模拟 [J], 杨煜;任晨洋;刘运;考宏涛
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NH_3选择性非催化还原NO的实验研究
第25卷第1期2010年1月热能动力工程JOURNAL OF E NGI N EER I N G F OR THER MAL E NERGY AND P OW ERVol .25,No .1Jan .,2010收稿日期:2009-01-13; 修订日期:2009-04-03基金项目:国家重点基础研究发展规划基金资助项目(2006CB200303);国家“863”高科技基金资助项目(2007AA05Z337)作者简介:曹庆喜(1979-),男,黑龙江齐齐哈尔人,哈尔滨工业大学博士研究生.文章编号:1001-2060(2010)01-0087-04NH 3选择性非催化还原NO 的实验研究曹庆喜,吴少华,刘 辉,安 强(哈尔滨工业大学能源科学与动力工程学院,黑龙江哈尔滨150001)摘 要:在电加热的管式反应炉上进行了NH 3选择性非催化还原(S NCR )NO 气相均相反应的实验研究,结果表明:最佳脱硝温度约为925℃,最大脱硝效率约为83%。
综合考虑脱硝效率、NH 3漏失和运行成本,最佳氨氮摩尔比为1.5。
NO 初始浓度从300μL /L 降到100μL /L,脱硝效率由83%降到57%,但是脱硝后NO 的排放浓度几乎不变,约为50μL /L 。
当O 2浓度从1%增加到10%,脱硝效率由91%降到75%,反应后剩余的NH 3由43μL /L 减少到10μL /L 。
925℃时S NCR 反应完全进行需要1s 以上的停留时间,而1000℃时只需0.4s 。
关键词:选择性非催化还原;脱硝效率;氨氮比;氨漏失中图分类号:X511 文献标识码:A引 言NO x 是大气中的主要污染物之一,能引发酸雨和光化学烟雾,对人体健康和生态环境构成巨大威胁。
降低燃煤锅炉的NO x 排放的是控制大气污染的重要途径之一[1～3]。
随着环保标准的不断提高,只通过燃烧优化的方式控制锅炉NO x 排放已很难满足要求,采用烟气脱硝技术是进一步降低NO x 排放的有效方法。
氮氧化物催化分解详细机理研究与数值模拟的开题报告
氮氧化物催化分解详细机理研究与数值模拟的开题报告一、研究背景及意义随着工业发展和交通运输的增加，氮氧化物（NOx）排放量逐年增加，给环境和人类健康带来了严重的影响。
因此，减少NOx排放成为了当前环保领域的重要研究方向。
目前，NOx的控制主要是通过催化还原（SCR）和氧化（DOC）等技术实现。
其中，氧化催化是一种非常重要的技术，可以将NO转化为NO2，进而使得后续的SCR催化反应更加高效和稳定。
因此，深入研究氮氧化物在催化剂表面的吸附、反应和解离机理，对于探索新的催化体系、优化催化剂性能等方面具有重要意义。
二、研究内容和方法本研究将重点关注氮氧化物的催化分解机理，通过实验和数值模拟相结合的方法，深入研究氮氧化物在催化剂表面的吸附、反应和解离机理，分析催化剂性能对分解效率的影响等。
具体研究内容包括：1. 实验研究：采用催化分解实验装置，通过稳态和非稳态方法，对氮氧化物催化分解效率进行测量，分析反应条件对分解效率的影响。
2. 催化反应机理研究：通过理论计算和分子模拟方法，探索氮氧化物分解的反应路径和能垒，分析催化剂表面的活性位点及其对反应过程的影响。
3. 数值模拟研究：建立催化分解反应的数值模型，考虑气相扩散、催化反应和热传递等因素，模拟氮氧化物在多孔催化剂颗粒中的吸附、扩散和反应过程，预测催化剂的性能及其对分解效率的影响。
三、预期成果及意义通过本研究，预期可以深入研究氮氧化物在催化剂表面的吸附、反应和解离机理，掌握催化剂结构、组成和性质对氮氧化物催化分解效率的影响规律。
同时，基于理论计算和数值模拟，可以预测催化剂的性能及其对分解效率的影响，为催化剂设计和催化分解的优化提供科学依据。
最终，本研究成果可以为降低NOx排放、改善空气质量、保护环境和人类健康做出一定的贡献。
金属Pd催化NO还原形成NH_(3),N_(2)O和N_(2)的原子机制
金属Pd催化NO还原形成NH_(3),N_(2)O和N_(2)的原子机制于沛平;吴宇;杨昊;谢森;William AGoddardⅢ;程涛【期刊名称】《化学物理学报(英文)》【年(卷),期】2023(36)1【摘要】工业污染物NO是对环境和人类健康的潜在威胁.因此,将NO选择性地催化还原成无害的N_(2)、NH_(3)或N_(2)O气体是非常有意义的.在许多催化剂中,金属钯已被证明在将NO还原为N_(2)的选择性方面是最有效的.然而,NO在Pd 上的还原机制,特别是N-N键的形成途径仍然不清楚,阻碍了新型催化剂的开发.本文基于密度泛函理论的量子力学计算,报道了还原NO形成NH_(3)、N_(2)O和N_(2)的反应路径中的所有基本反应步骤.结果表明,N_(2)O的形成是通过Eley-Rideal反应机制进行的.即在较高的NO*表面覆盖率时,通过将一个吸附的NO*与一个来自溶剂或气相的非吸附的NO结合,形成dimer-(NO)_(2)*中间物,其N-N 耦合势垒较低(0.58 eV).发现了dimer-(NO)_(2)*将继续与溶剂中的NO反应,形成N_(2)O,这一点本文发现之前没有报道过.随着NO的消耗和溶剂中N_(2)O*的形成,Langmuir-Hinshelwood(L-H)机制将占主导地位,N_(2)O*将在低化学势垒(0.42 eV)下被还原,从而形成N_(2).相比之下,NH_(3)完全由L-H反应形成,它具有较高的化学势垒(0.87 eV).此外,本文报道了通过在NO*吸附位点掺入另一个金属原子(M)以形成M/Pd,通过考察其对N-N键形成能和N_(2)*结合能的影响,从而实现对产物选择性的调控.【总页数】19页(P94-102)【作者】于沛平;吴宇;杨昊;谢森;William AGoddardⅢ;程涛【作者单位】苏州大学;美国加州理工学院【正文语种】中文【中图分类】O64【相关文献】1.Pd/N_(3)-SiO_(2)催化剂制备及其催化乙炔气相加氢性能研究2.V_(2)O_(5)/Fe_(2)O_(3)@Ti O_(2)核壳微球NH_(3)-SCR过程中N_(2)O形成和抑制机制研究3.主族s区金属Mg电催化N_(2)还原反应的第一性原理计算研究4.可见光驱动g-C_(3)N_(4)/NH_(2)-MIL-101(Fe)活化PDS降解RhB5.金属单原子催化材料Cu-C_(3)N_(4)活化过氧化氢的性能研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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第32卷 第1期2010年1月武 汉 理 工 大 学 学 报JOURNA L OF WUH AN UNIVERSIT Y OF TECHN OLOG Y V ol.32 N o.1 Jan.2010DOI :10.3963Πj.issn.167124431.2010.01.020分解炉内NO 生成与NH 3脱硝的数值模拟研究李秀秀,肖国先,李 洋,赵 俊(苏州大学材料与化学化工学部,苏州215123)摘 要: 在计算流体力学的基础上,以F LUE NT 软件为平台,对喷腾型燃煤分解炉内NO 产生过程、生成机理和炉底喷氨的脱硝效果进行了数值模拟研究。
模拟结果表明:分解炉内温度分布均匀,NO 在煤粉燃烧区域内形成,NO 按生成机理可分为热力型NO 和燃料型NO ,但主要以燃料型NO 为主;采用炉底喷氨的方法,可显著降低分解炉排放的NO 量,当入炉烟气中NH 3含量为8%时,脱硝率可达到89.8%,为水泥分解炉脱硝技术与装置开发提供参考。
关键词: NO ; 煤粉燃烧; 分解炉; 数值模拟中图分类号: T Q 172文献标识码: A 文章编号:167124431(2010)0120086204Numerical Simulation of NO Formation and R emoval with Ammoniain a Precalciner of Coal CombusitionLI Xiu 2xiu ,XIAO Guo 2xian ,LI Yang ,ZH AO Jun(C ollege of Chemistry ,Chemical Engineering and Material Science ,S oochow Universtiy ,Suzhou 215123,China )Abstract : Based on com putational fluid dynamics ,numerical simulation of a spouted precalciner of coal combustion was carried out for NO distribution ,formation mechanism and NO rem oval efficiency of amm onia as a reducer by using F LUE NT s oftware.The results showed that the distribution of tem perature was alm ost uniform ,NO was formed around the district of coal combustion ,thermal NO and fuel NO were tw o formation ways and the fuel NO was the main type of NO way in a precalciner.Besides ,when amm onia was injected from the bottom of the precalciner ,the NO emission was reduced obviously.The NO rem oval efficiency could reach eighty nine percent with eight percent concentration of amm onia in the flue gas ,which w ould be feasible to develop NO rem oval technique and equipment for the precalciner.K ey w ords : NO ; coal combustion ; precalciner ; numerical simulation 收稿日期:2009211206.作者简介:李秀秀(19852),女,硕士生.E 2mail :ntlixiuxiu @ 分解炉是新型干法水泥生产的核心设备,属高温气2固多相反应器,炉内为气固2相流动、煤粉燃烧、生料化学反应、同时伴有旋流、回流的复杂流场[1],约有55%燃料(煤粉)喷入分解炉内燃烧产生NO X (NO 、NO 2很少),成为水泥工业NOx 的主要来源。
随着国家环保标准不断提高,水泥厂氮氧化物(NO X )排放面对越来越大的压力,亟待对分解炉内NO 生成机理及分布规律进行深入研究,开发水泥窑炉的脱硝技术和装置。
目前,对于煤粉在锅炉内燃烧过程的NO 生成已经开展了很多数值模拟工作[2,3],促进了低NO 煤粉燃烧器和脱硝技术的发展[426],但对水泥分解炉的NO 形成与脱除的数值模拟研究相对较少。
借助F LUE NT 软件,开展水泥分解炉内煤粉燃烧过程的数值模拟,主要研究考察煤粉燃烧生成的NO 分布、NO 生成机理及炉底喷NH 3选择性非催化还原NO 的效果,为进一步研究分解炉内煤粉燃烧和碳酸钙分解的耦合作用及分解炉脱硝技术开发提供参考。
1 建立模型1.1 物理模型对日产1000t 水泥熟料配置的喷腾式分解炉进行煤粉燃烧过程数值模拟,采用3次风进口中心线与分解炉轴线的交点为原点的柱坐标系,分解炉轴线为Z 轴。
分解炉有3个入口、1个出口。
为考察分解炉煤粉燃烧生成NO 的状况,入炉烟气中不含NO ,烟气从分解炉的底面喷入,由于下部缩口的存在,形成喷腾效应;煤粉与3次风进口的位置集中在分解炉的左侧和右侧与中部平直段相连的部位。
煤粉在高速气流附近以1kg Πs 的速度进入炉腔,3次风和烟气入口速度为20m Πs ,炉体高28.35m ,柱体进出口直径为2.5m ,柱体直径为3.5m ,煤粉和3次风进口直径为1.4m 。
考虑到计算的经济性,计算域为上述各进口与分解炉出口之间的区域,如图1所示。
1.2 控制方程的建立分解炉内三维气相湍流流动的守恒方程组(包括连续方程、动量方程、能量方程,湍动能方程以及湍动能耗散率的k -ε方程),在柱坐标下的通用形式如下[7]。
5(ρv <)5χ+5(r ρv <)r 5r +5(ρw <)r 5θ=55χΓ<5<5χ+5r 5r r Γ<5<5r +5r 25θΓ<5<5θ+S <式中,<为因变量,Γ<为扩散系数,最后一项为源项。
若设<=1,Γ<=0为连续性方程;若设<=u ,v ,w ,Γ<=μ,则分别为x ,r ,θ方向的动量方程;若设<=k ,Γ<=μe /σk 或μc Πσε为k -ε方程。
1.3 边界条件及数值解法气体进口采用均匀分布速度边界条件,出口采用压力出口边界。
流体在壁面采用无滑移的边界条件。
固壁边界均取标准壁面函数,且假设壁面绝热。
对于煤粉煤粒的运动采用随机颗粒轨道模型,煤的工业分析和元素分析分别见表2。
煤粉颗粒燃尽模型选用反应动力/有限扩散反应速率模型,煤粉颗粒的表面燃烧速度由反应动力或扩散速率控制。
表2 煤的工业分析与元素分析工业分析Π%MadAad Vad FCad 元素分析Π%C daf H daf O daf N daf S daf Qnet ,ad (M J Πkg )3.37.034.75575.53 4.97 6.96 1.50.9630.303 离散方程组中压力和速度耦合采用SI MP LE 算法,其余各项均采用一阶迎风格式,T DMA 逐面迭代及低松弛因子,收敛标准取能量方程的余项<1026,其余各余项<1023。
1.4 NO 生成模型在燃用矿物燃料的工业窑炉系统中NO x (NO ,NO 2很少)的产生一般有2种方式:其一是来自于空气中的氮与氧直接化合的结果,称为热力型NO ;其二是来自于燃料中的氮与空气中的氧化合的结果,称为燃料型NO ,二者的比例随燃料的含氮量和燃烧条件而异。
关于热力NO 的生成,按照捷里道维奇(Z el 2dovish )机理理论,空气中的N 2在高温下氧化,是通过下列一组不分支的链式反应进行。
N 2+O ΖNO +N(1)N +O 2ΖNO +O (2)按照化学反应动力学,可以写出:d (NO )dt =k 1(N 2)(O )-k 1′(NO )(N )+k 2(N )(O 2)-k 2′(NO )(O )(3)其中,正反应速率常数是k 1=1.8×108e-38370ΠT ,k 2=1.8×104e -4680ΠT ;逆反应速率常数k 1′=3.8×107e -425ΠT ,k 2′=3.81×103e -20820ΠT ,单位是gm ol Πm 3.s 21.78第32卷 第1期 李秀秀,肖国先,李 洋,等:分解炉内NO 生成与NH 3脱硝的数值模拟研究 N 原子是中间产物.在短时间内,假定其增长与消失速度相等,即其浓度不变。
由式(1)和式(2)可得:d (N )dt =k 1(N 2)(O )-k 1′(NO )(N )-k 2(N )(O 2)+K 2′(NO )(O )=0(4)因此(N )=k 1(N 2)(O )+k 2′(NO )(O )k 1(NO )+k 2(O 2)(5)将式(5)代入式(3),整理后可得NO 的基本燃烧模型式(6)d (NO )dt =2k 1k 2(N 2)(O )(O 2)-k 1′K 2′(NO )2(O )k 2(O 2)+k 1(NO )(6) 关于燃料型NO 的生成,反应路径如图2所示,所有的炭中焦炭氮全部直接转化为NO ,挥发分氮全部转变为HC N 。
根据以上NO 反应机理,得到HC N 和NO 的生成速率,并将其作为HC N 和NO 的源项,见式(7)和式(8),可以模拟分解炉中NO 的生成。
S HCN =S Volatile →HCN +S HCN →NO +S HCN →N 2(7)S NO =S thermal →NO +S char 2N →NO +S HCN →NO +S NO HC N N 2+S NO char N 2(8)1.5 NH 3脱硝的反应模型向炉内喷NH 3或尿素等,含有氨基的还原剂,在850℃～1100℃、无催化剂的情况下,经过一系列复杂化学反应[8],可选择性地把烟气中NO 还原为N 2和H 2O ,反应式如(9)、(10)所示。
4NH 3+4NO +O 2→4N 2+4H 2O(9)8NH 3+6NO 2→7N 2+12H 2O (10)2 结果与讨论2.1 分解炉内的温度与NO 生成分布规律在炉底不喷入NH 3时,图3和图4分别反映分解炉沿轴向截面的平均温度和NO 生成分布。