隧道窯氣體燃料富氧燃燒的數(shù)值模擬研究.pdf

1、隧道窯是生產(chǎn)無機(jī)非金屬材料的連續(xù)性燒成設(shè)備,其中燒成段是進(jìn)行燒成的主要結(jié)構(gòu)。本文采用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬的方法模擬隧道窯燒成段氣體富氧燃燒過程,研究在工業(yè)生產(chǎn)過程中如何利用富氧燃燒技術(shù)降低隧道窯能耗,減少污染,可以對實(shí)際窯爐的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和運(yùn)行控制提供指導(dǎo)作用,奠定富氧燃燒技術(shù)應(yīng)用于隧道窯的理論基礎(chǔ)。
　　本文研究了某明焰陶瓷隧道窯結(jié)構(gòu)及熱工流程,利用流體分析軟件FLUENT建立該隧道窯燒成段的燃燒模型,對隧道窯燒成段進(jìn)行三維數(shù)值模擬。

2、r>　　研究結(jié)果表明,隨氧氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)從23％提高到38％:(1)窯內(nèi)溫度場越來越均勻。當(dāng)隧道窯產(chǎn)量一定時(shí),富氧燃燒使得窯頂溫度減小,使用壽命延長,也減小了窯內(nèi)上下溫差。(2)當(dāng)燃料種類和燃料類型一定時(shí),火焰溫度也逐步升高;當(dāng)具有相同富氧氣氛時(shí),熱值高的燃料火焰溫度高于熱值低的燃料,說明熱值高的燃料燃燒更為完全。(3)窯內(nèi)氣體的擾動(dòng)也更加劇烈;當(dāng)燃料種類和燃料量一定時(shí),煙氣出口流速逐漸減小;當(dāng)具有相同富氧氣氛時(shí),由于輸入總的熱量相同,熱值

3、高的燃料出口截面流速反而越低。(4)出口截面NO濃度逐漸增大,并且增大趨勢逐漸減小,其中熱力型NO與總的NO濃度變化趨勢相同,而快速型NO含量增加越來越多。(5)NO濃度場與速度場之間存在一定的對應(yīng)關(guān)系,在速度小的區(qū)域,NO的濃度越高,因此,應(yīng)該盡量加快窯內(nèi)氣體的擾動(dòng)程度以抑制NO的生成。(6)高爐煤氣CO濃度大幅減小;發(fā)生爐煤氣CO濃度增大,但是增大趨勢明顯不如高爐煤氣的減小趨勢。在相同氣氛時(shí),熱值較高的發(fā)生爐煤氣CO濃度低于熱值較低