20kw无焰燃烧试验及nox排放特性研究

《20kw无焰燃烧试验及nox排放特性研究》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、分类号学号M201170895学校代码10487密级硕士学位论文20kW无焰燃烧试验及NOx排放特性研究学位申请人：黄仕鑫学科专业：热能工程指导教师：柳朝晖教授陈胜副教授答辩日期:2014年1月6日万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineering20kWCombustionExperimentalandNOxEmissionsCharacteristicsofMILDCombustionCandidate:HuangShixinMajor:Therm

2、alEngineeringSupervisor:Prof.LiuZhaohuiAssoc.Prof.ChenShengHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary6,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学

3、位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在____________年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要无焰燃烧技术是一项全新的节能环保型燃烧技术，具有燃烧效率高，辐射换热强，NOx排放量低等优点。本文

4、围绕无焰燃烧的燃烧特性、理论建模、台架设计等展开了数值模拟和实验研究，结果如下：论文首先介绍了20kW无焰燃烧台架的设计与搭建。开展了相应的数值模拟为后期试验的展开提供理论支持。借助于台架与数值模拟，我们开展了甲烷、煤粉等不同类型燃料下的无焰燃烧，并从燃烧组织、温度特性、烟气排放等三个方面来探索无焰燃烧对不同燃料的燃烧特性。结果表明：无论是气体燃料还是固体颗粒燃料都能在扩散燃烧方式下实现无焰燃烧。同时，与常规燃烧相比，无论是甲烷还是煤粉，在实现无焰燃烧后，其NOX排放量都远低于常规燃烧工况。相较于气态燃料，煤粉、生物质等固体颗粒燃料实现无焰燃烧的要求更高。首先固体颗粒燃料实现无焰

5、燃烧，需要保证炉内足够的烟气卷吸水平来克服颗粒重力作用的影响。其次，对于固体颗粒燃料，颗粒的粒径和给粉的连续性都对无焰燃烧的效果有很大影响。低NOX排放是无焰燃烧技术的主要优势，为了更好的了解无焰燃烧燃料N转化特性，本文开展了相应的数值模拟和实验研究。本文构建了甲烷掺氨燃烧的对冲火焰模型分析无焰燃烧燃料N转化特性，并开展了甲烷掺氨无焰燃烧试验进行进一步研究。结果显示：在无焰燃烧条件下，N基团参与的还原反应与常规空气燃烧相比得到加强，而氧化反应被抑制。同时，NO→N2O→N2这条反应路径的重要性被突显出来。这两点结论从机理上解释了无焰燃烧燃料NOX排放量低的原因。而开展的甲烷掺氨无

6、焰燃烧试验表明，无焰燃烧对于燃料NOX的减排也具有很大优势，无焰燃烧燃料NOX排放量比常规空气燃烧低1~2倍。在试验中，本文还观察到对于无焰燃烧存在一个临界当量比，当炉膛当量比高于这个临界值时，CO和NO的浓度都会随当量比的增大而增大。对于气体燃料在空气下的无焰燃烧，这个临界当量比的值在0.8~0.9附近。关键词：无焰燃烧试验研究数值模拟燃烧特性排放特性I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractMILDcombustionisanewenergysavingandenvironmentalprotectiontechnology.MILDcombustionisatech

7、nologywithhighcombustionefficiency,strongheatradiationandlowNOxemissions.Thisarticlespeciallyconcernedonthecombustioncharacteristicsandthemodeling/designtheoryofMILDcombustion,byaidofbothexperimentalandnumericalinvestigations.Thedesignandmanu