氧分级对药渣O2/CO2燃烧NOx生成规律与反应机理的影响

作者

孙浩家佟海川王长安王超伟唐冠韬车得福
单位

西安交通大学，动力工程多相流国家重点实验室黑龙江新双锅锅炉有限公司
摘要

在我国目前的能源结构中，化石能源尤其是煤炭资源所占比例很高，造成了极大的环境压力。抗生素发酵药渣为近些年来产量迅速升高的固体废弃物，也是一种生物质燃料资源，但是目前对药渣的能源化利用研究较少。本文以CH₄ 等气体来模拟药渣可燃成分，利用Chemkin 模拟软件中的PFR 反应器构建了药渣在O₂/CO₂气氛下氧气分级燃烧及非分级燃烧模型，对两种情况下NO_x生成特性进行了模拟研究，探求了氧气分级及非分级燃烧时各种因素的影响，并利用生成速率分析法和敏感性分析法对结果进行了反应机理分析。研究结果表明，在氧气非分级条件下，NO_x 转化率随燃烧温度升高先升高后降低，在1 500 ℃左右达到峰值；NO_x 转化率随过量氧气系数增加而升高，在过量氧气系数由0.9 增至1.1 时，增幅显著。在氧气分级条件下，主燃区燃烧温度对NO_x 转化率的影响较为复杂；NO_x 转化率随燃尽风率增加先降低后升高，随燃尽风位置推后降低。氧气分级条件下，还原气氛促进了NO_x 中N 向其他组分转化，能够明显降低NO_x 生成。当燃烧温度低于1 500 ℃，燃尽风率为0.35 左右时，NO_x 转化率最低。本文首次对药渣在O₂/CO₂气氛下的燃烧进行了反应动力学模拟研究，探求了各种因素的影响，为实现药渣能源化利用提供了一定的指导。
关键词

药渣 Chemkin O2/CO2 气氛氧气分级 NOx 生成
引用格式

孙浩家，佟海川，王长安，等.氧分级对药渣O2/CO2燃烧NOx生成规律与反应机理的影响[J].洁净煤技术,2021,27(2):187-197
相关专题

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图表

分级燃烧物理模型

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分级燃烧反应流程

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不同燃烧温度下NO生成阶段主要反应对NO的一阶敏感性系数

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NOx转化率随过量氧气系数的变化

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NO和N2摩尔比例随距离变化

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NOx转化率随氧气浓度的变化

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NO摩尔比例下降阶段N元素迁移路径

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NO和N2摩尔比例随距离变化

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NOx转化率随主燃区温度的变化

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NOx转化率随燃尽风率的变化

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NOx转化率随燃尽风位置变化

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不同燃尽风位置时NO被还原为N2过程中N元素的迁移路径

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