论文部分内容阅读
随着我国水泥工业的迅猛发展,对煤炭资源的需求量越来越大,特别是对优质烟煤的需求量,而当今,烟煤的储存量越来越少。由于低挥发分无烟煤着火温度高,不易被燃尽,因而在分解炉内燃烧就会导致各种问题。无烟煤中掺混一定量的烟煤在分解炉内混合燃烧的研究始于上世纪90年代,生产企业通过掺烧无烟煤试验,大幅度降低了对优质烟煤的需求,从而缓和了工业发展需求与资源紧缺的矛盾。长久以来,燃煤分解炉的NO_x排放量一直是人们关注的焦点,在整个预分解窑系统中,分解炉的燃煤量占到整个系统的60%以上,因而对NO_x的控制主要集中在分解炉上。针对煤炭资源紧缺和控制NO_x排放的问题,研究分解炉内混煤的燃烧就显得非常重要。混煤燃烧技术运用得好,既能给燃煤设备运行性能带来良好的影响,也能在一定程度上抑制NO_x的生成。本文以三喷腾(Trinal-sprayed Calciner,简称TTF)分解炉为研究对象,对混煤的燃烧进行数值模拟研究,主要结论如下:(1)选取了模拟研究所用的数学模型,并利用选取的数学模型对TTF分解炉的实际工况进行数值模拟,通过与实测数据的对比,验证了本文采用的数值模拟方法以及数学模型是合理可靠的。(2)在不同的三次风速下,分解炉内的温度分布基本上都能够满足生产实际的需要。从温度云图,分解炉内平均温度,焦炭燃烧速率、燃烬率以及组份场的变化趋势得知,最佳三次风速为26m/s。对于混煤在不同窑尾烟气风速下燃烧,风速为27m/s时,煤粉在分解炉内的燃烧区域最大且整体温度最高,焦炭的燃烬率与风速为25m/s接近,却比其他工况要高。针对不同配比的混煤在分解炉内的燃烧模拟,基本上燃烧的情况都比较良好。随着无烟煤在混煤中占有的比例增大,混煤的燃烧特性随之变差。(3)随着三次风速的增加,分解炉出口NO的浓度也随之增加。随着窑尾烟气风速的增加,分解炉出口NO的浓度先增加,后减少。当风速为25m/s时,NO浓度最高,为482.3ppm。随着无烟煤掺入量的增加,NO排放量随之减少。本文的数值模拟研究结果为分解炉然用混煤提供了重要的理论依据。为分解炉燃用混煤的热工参数优化控制提供了参考。