低热值煤气分级着火燃烧技术及其应用研究

【摘要】：炼铁生产过程中产生大量的高炉煤气,由于其燃烧性能较差,所以很难得到较好的利用,大量的放散造成能源浪费的同时对环境造成很大的污染。随着节能环保意识的增强,高炉煤气的回收利用取得了很大的进展。 采用回流区加热来提高高炉煤气的燃烧性能是一种传统的稳焰机制。但是钝体燃烧器存在温度场和浓度场不匹配的现象,使稳焰作用受到限制。在此基础上发展起来的开缝钝体燃烧器,在钝体中加入了中间缝隙流,通过调整缝隙流的强度可以调整火焰的位置,从而实现低负荷时稳燃,高负荷时防止喷嘴烧毁、水冷壁结焦及高温腐蚀等问题,具有良好的燃烧性能。 本文分析了高炉煤气的燃烧特性,介绍了低热值煤气的稳燃原则与稳燃措施,重点介绍了回流区分级着火燃烧技术的原理及优越性能,最后对直流燃烧器和开缝钝体燃烧器在相同初始条件下的燃烧性能运用FLUENT软件进行了数值模拟,获得了流场内的速度矢量图和温度、流函数、混合分数等值线图。 从模拟结果可以看出,使用开缝钝体燃烧器时的流场内温度更高更均匀,低速回流区使得气流在炉膛内的混合更充分,停留时间更长,煤气可以获得更充分的燃烧,火焰长度也比使用直流燃烧器时更短,避免了达不到足够的高温而影响火焰的持续和稳定性。由此可以进一步的证明开缝钝体燃烧器具有良好的着火和稳焰性能,为进一步进行现场实验和工业应用提供了良好的理论支持和指导。 【关键词】：高炉煤气 开缝钝体 稳燃 数值模拟
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TK16
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 课题背景8
• 1.2 高炉煤气的利用现状8-9
• 1.3 高炉煤气发电的效益9-10
• 1.4 本文主要工作10-12
• 2 高炉煤气的燃烧特性12-37
• 2.1 气体燃料的燃烧特性12-22
• 2.2 高炉煤气的燃烧特性22-25
• 2.3 高炉煤气的着火及稳燃25-32
• 2.4 适用于高炉煤气的燃烧器32-37
• 3 回流区分级着火燃烧技术及应用37-43
• 3.1 回流区分级着火技术的提出背景37-38
• 3.2 回流区分级着火技术的基本原理38-40
• 3.3 开缝钝体燃烧器的特点40-41
• 3.4 开缝钝体燃烧器的工业应用41-43
• 4 高炉煤气回流区分级着火燃烧的模拟及应用43-52
• 4.1 实验模型43-47
• 4.2 模拟结果47-50
• 4.3 结论50-52
• 5 总结与展望52-53
• 5.1 全文总结52
• 5.2 工作展望52-53
• 致谢53-54
• 参考文献54-57

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