深度空气分级下煤粉耦合氨燃烧及NO生成特性

摘要：

氨作为一种富氢的无碳燃料,具有能量密度高、成本低、储运安全等优势,与煤粉耦合燃烧可降低煤燃烧过程中CO2的排放.以某20 kW沉降炉(氨从煤粉火焰高温区喷入)为研究对象,在深度空气分级下对煤粉耦合氨燃烧特性及NO生成规律进行研究,通过Fluent数值模拟探究了氨掺混比例(0、10％、20％、30％)、氨燃烧区过量空气系数(1.08、0.96、0.84、0.72)、氨不同送入位置(0.5、0.6、0.7、1.0 m)对煤粉燃尽特性及NO生成特性的影响.结果表明:①与纯煤粉燃烧相比,煤粉中掺混氨后飞灰含碳量增加、NO生成量降低;氨掺混比例进一步提高会增加飞灰含碳量、降低NO生成量.考虑燃烧经济性和NO排放量,氨掺混比例维持在20％左右较为合适.②氨燃烧区过量空气系数大于1时,氧量过剩会导致反应NH3+O2—→NO+H2O+0.5H2发生,生成大量NO;氨燃烧区过量空气系数小于1时,未完全燃烧的氨发挥还原作用,有利于反应NH3+NO—→N2+H2O+0.5H2发生,抑制NO的生成.综合考虑,建议氨燃烧区过量空气系数维持在0.96左右,既可满足煤粉的高效燃烧,又可有效抑制煤粉耦合氨燃烧过程中NO的生成.③喷氨位置与煤粉火焰区距离越大,飞灰含碳量和NO浓度越高,建议喷氨位置尽量靠近煤粉燃烧火焰区.

关键词：煤粉耦合燃烧、氨燃烧、深度空气分级、掺混比例、过量空气系数、喷氨位置

所属期刊栏目：28

分类号：TK227.1(蒸汽动力工程)

资助基金：中国博士后科学基金资助项目;国家重点研发计划

在线出版日期：2022-05-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：201-213