o2_co2气氛下分解窑内煤粉燃烧的数值模拟研究

《o2_co2气氛下分解窑内煤粉燃烧的数值模拟研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代码10530学号201431071692分类号TQ172密级公开硕士学位论文O2/CO2气氛下分解窑内煤粉燃烧的数值模拟研究学位申请人赵鹏飞指导教师徐顺生学院名称机械工程学院学科专业动力工程及工程热物理研究方向热工过程仿真与优化二〇一八年六月七日NumericalSimulationStudyonCoalCombustioninDecompositionKilninO2/CO2AtmosphereCandidateZhaoPeng-feiSupervisorAssociateProf.XuShun

2、-shengCollegeSchoolofMechanicalEngineeringProgramPowerEngineeringandEngineeringThermalPhysicsSpecializationSimulation&OptimizationofThermalProcessDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune2018摘要摘要水泥行业是CO2和NOX主要排放源之一，水泥行业已经成为仅次于电力行业的第二大

3、CO2和NOX排放源，在水泥行业实现CO2和NOX减排具有重要意义。基于某公司烧煤分解窑（回转窑和分解炉），本文采用数值模拟方法，对采用O2/CO2烟气循环煅烧水泥技术实现CO2和NOX减排进行深入研究，为分解窑采用O2/CO2燃烧技术煅烧水泥的可行性及推广应用提供技术支持。主要研究内容和结论如下：（1）建立分解窑物理模型和仿真数学模型，完善了实现分解窑系统O2/CO2燃烧的工艺流程方案。（2）将分解窑在O2(0.21)/CO2(0.79)助燃下与空气助燃（基础工况）下仿真结果进行对比分析，得到结论：前

4、一工况相比于后一工况下回转窑和分解炉煤粉燃尽率分别降低了3.16%、3.61%，分解炉生料分解率降低了4.22%；分解炉出口CO2浓度从32.13%升高至95.25%，实现CO2富集达到C回收要求；分解窑整体脱硝主要是回转窑部分生成NO量减少，整体脱硝率为56.1%。（3）为解决分解炉在O2/CO2助燃下，煤粉燃尽率、生料分解率较低的问题，分别评估了4个单因素：煤粉颗粒粒径、O2浓度、三次风温、过量助燃气系数对炉内燃烧、分解等影响。得出结论：煤粉颗粒粒径从60μm减少到20μm过程中，煤粉燃烧及生料分解

5、显著改善，NOX浓度小幅上升；O2浓度从21%增加到37%过程中，煤粉燃烧及生料分解显著改善，NOX浓度有一定上升；三次风温从1300K增加至1420K过程中，煤粉燃烧情况有一定改善，生料分解有较好的改善，出口处NO浓度小幅减少；过量助燃气系数从1.15增加到1.31过程中，煤粉燃烧情况有一定改善，生料分解率先小幅增加后减小，出口处NO流量先增加而减小。（4）基于工程应用和经济性角度进行多因素综合评估，得到煤粉颗粒粒径为60μm、过量助燃系数为1.15、O2浓度为31%、三次风温为1350K时为最佳运行

6、方案，此方案下，煤粉燃尽率为97.26%，生料分解率为95.12%，分解窑整体脱硝率为52.93%，出口NO浓度为293.8mg/Nm-3。关键词：O2/CO2燃烧；数值模拟；分解窑；CO2富集；NOX减排IAbstractAbstractThecementindustryisoneofthemainsourcesofCO2andNOXandithasbecomethesecondlargestemissionsourceofCO2andNOXafterpowerindustry,anditisofgr

7、eatsignificancetorealizethereductionofCO2andNOXemissioninthecementindustry.Basedonacompany'scoal-fireddecompositionkiln(rotarykilnandprecalciner),thenumericalsimulationmethodisadoptedinthepapertoconductfurtherresearchonrealizingCO2andNOXemissionreduction

8、byusingO2/CO2fluegascirculationcalciningcementtechnology,whichprovidestechnicalsupportforthefeasibilityandapplicationofadoptingO2/CO2combustiontechnologyforcalciningcementindecomposingkiln.Themainresearchcontentsandconclus