梭式窑富氧燃烧的数值模拟

《梭式窑富氧燃烧的数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第30卷第6期工业炉Vol.30No.62008年11月IndustrialFurnaceNov.2008梭式窑富氧燃烧的数值模拟李萍，曾令可（华南理工大学材料学院，广东广州510640）摘要：利用CFD软件对小型梭式窑进行了富氧燃烧的数值模拟，研究了不同氧浓度对窑内温度分布和NO分布的影响，找到了最合适的氧浓度，并进一步研究了不同喷嘴布置对窑内温度和NO生成的影响，为寻求最佳喷嘴布置提供参考。关键词：富氧；燃烧；梭式窑；数值模拟；氧浓度中图分类号：TQ174.6+53.2；TQ038.1文献标识码：A文章编号：1001-6988（2008）06-0031-04NumericalSi

2、mulationforOxygen-EnrichedCombustionProcessinShuttleKilnLIPing,ZENGLing-ke（CollegeofMaterial,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640，China）Abstract:Theoxygen-enrichedcombustionprocesswassimulatedbyusingCFDsoftware.ThetemperaturefieldsandtheNOconcentrationfieldsinfluencedbyvariousoxygen

3、concentrationswereinvestigatedtofindouttheoptimumoxygenconcentration.Furthermore,differentnozzledisposalswerestudied.Itisusefultofindouttheoptimummuzzledisposalindesign.Keywords:oxygenenrichment;combustion;shuttlekiln;numericalsimulation;oxygenconcentration众所周知，燃料燃烧必须有氧参与，自然状态下30%~40%的富氧空气时NOx的

4、生成比空气燃烧增空气中的氧含量为20.95%。通常燃料燃烧所需的氧加4倍以上，即使是氧浓度为99%时，NOx排放也是气由空气提供，在空气助燃的燃烧过程中，约占空气普通空气燃烧的6倍。NOx是主要大气污染物之一，79％的氮气有害无益。一方面，大量的氮气经加热后在环保要求日益严格的今天，它的大量产生制约了成为废气（烟气）排入大气，造成大量的热量损失；另富氧燃烧技术进入更多的应用领域。因此，高温富氧一方面，氮气在高温下与氧气反应，生成氮氧化物，燃烧过程的研究对于富氧燃烧的推广应用有重要意[2]排入大气后造成环境污染，并且在流过蓄热室、烟囱义。等设备时，会携带更多的粉尘，更容易冲蚀这些设本文

5、以小型梭式窑为研究对象，以液化石油气[1]备，降低其使用寿命。作为燃料，研究不同氧浓度下窑内的温度分布和富氧燃烧具有很多优点，如提高热效率、提高处NO分布，从而找到最合适的氧浓度，并进一步研究理速率、减少烟尘排放、减小装置尺寸等，是一种高不同的喷嘴布置对窑内温度和NO生成的影响，为效节能的燃烧技术，在冶炼、玻璃制造这些需要高温寻求最佳喷嘴布置提供参考。工况的行业已有大量应用。近来，作为助燃技术在1数值模拟方法垃圾焚烧、锅炉助燃、陶瓷窑炉上的应用也取得了很大的进展。但是，富氧火焰的高温化会引起NOx生1.1几何模型研究对象为小型梭式窑，利用Fluent软件的前成大幅度增加，根据富氧扩散

6、燃烧的数值计算预测，处理器Gambit建立它的几何模型，如图1所示。建收稿日期：2008-07-18[3]立模型时做了如下假设简化：①窑底、窑门与窑墙作者简介：李萍（1980—），男，博士研究生，研究方向为材料技之间不存在缝隙，烧成过程中不会漏入冷空气；②术装备及计算机在材料中的应用.31热工计算：梭式窑富氧燃烧的数值模拟整个窑的四壁绝热。几何尺寸见表1。CH—燃料中各组分的体积百分含量，％mnO—空气中氧气的体积百分含量，％22模拟结果与分析窑门2.1不同氧浓度对温度的影响从图2可以看出，氧浓度从21%增加到26%空气入口燃料入口耐火砖耐火砖时，窑内最高温度和平均温度、废气出口平均

7、温度都燃料入口是线性增加的，废气出口温度比窑内平均温度大约烟道空气入口低150K。2300图1小型梭式窑结构示意图2200表1梭式窑几何尺寸（mm）21002000窑内高窑内宽窑内深燃料入口直径空气入口直径1900废气出口温度5007305103030/K窑内平均温度1800窑内最高温度耐火砖高耐火砖宽耐火砖深烟道高烟道宽1700温度5053023013027516001500燃料入口中心距离两内壁面45mm，空气入口1400中心距离燃料入口中心55mm。