分解爐混煤高效低NOX燃燒的數值模擬與結構優化.pdf

1、現今中國經濟發展與能源高效清潔利用的矛盾日漸加劇，高能耗、高污染的傳統水泥工業生產技術逐漸被淘汰，以分解爐為核心設備的新型干法水泥生產技術取而代之。作為一次性能源的煤炭儲量的減少使得混煤摻燒成為大勢所趨。相對優質煤，混煤燃燒會呈現更多的問題，其焦炭燃盡率、以氮氧化物(NOx)為主的污染物排放、結渣狀況等情況更為復雜，故對其所使用爐型進行操作參數和結構優化尤為重要。
　　三噴騰分解爐(Trinal-sprayed Calciner,

2、簡稱 TTF分解爐)的優越性使其成為目前生產中應用較多的新型分解爐。本文以某公司5000t/d的TTF分解爐為研究對象，對分解爐混煤高效低NOx燃燒進行結構優化的模擬研究，研究的主要內容及結論如下：
　　(1)建立分解爐內合理的氣固兩相流模型、煤粉燃燒模型及NOx生成模型并確定相應的數值模擬邊界條件。應用所選模型對分解爐基礎工況進行數值模擬，之后進行實驗驗證。結果表明數值模擬方法具有可信性。
　　(2)確定其他結構參數，通過

3、改變分解爐下部生料喂料角度和生料分配比例來優化爐內的氣固兩相流場。分析生料運動軌跡、分解爐的壓力損失和生料停留時間知，最佳生料喂料角度范圍為26°~35°，A喂料口最佳生料配比范圍為15％~17.5%。
　　(3)確定其他結構尺寸，對分解爐縮口直徑進行優化得縮口直徑為2.8m最佳。在最優縮口直徑的基礎上對分解爐噴煤管的喂煤角度進行優化，得喂煤角度為65°最佳。在最優縮口直徑、最優喂煤角度的基礎上進行煤粉的分級燃燒，即在分解爐錐體位

4、置增設還原噴煤管，分別對還原噴煤管的方位、喂煤角度、安裝高度進行優化設計，分析模擬結果得還原噴煤管與還原三次風平行、向上15°喂煤、安裝高度為2.5m時最佳。上述最優結構下的溫度場分布適合生料分解，組分濃度場分布合理，焦炭燃燒速率及焦炭燃盡率均為最佳。
　　(4)分析結構改變對分解爐生成NOx的影響，分解爐縮口直徑和噴煤管喂煤角度的增加均使得出口處NOx濃度先增后減。在最優縮口直徑和喂煤角度的基礎上增加還原噴煤管，NOx濃度隨著還