柴油富氧燃燒及窯爐熱工特性的研究.pdf

1、富氧燃燒技術(shù)是一種能實現(xiàn)既節(jié)約能源又減少排放的新技術(shù)，廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。它的加快燃燒速度，提高燃燒效率，降低能源消耗，減少廢氣排放和降低廢氣帶走的熱損失等優(yōu)點引起越來越多學者的關(guān)注，但國內(nèi)外對柴油富氧燃燒的火焰特性及熱工特性的研究較少，因此本文在模擬的燃燒實驗臺上主要研究了柴油富氧燃燒及窯爐的火焰特性和熱工特性，旨在探討過剩空氣系數(shù)和助燃風溫度對柴油燃燒的影響，尋找提高氧濃度對降低能源消耗及減少廢氣排放量的變化規(guī)律，通過理論計算為提出

2、設(shè)計適宜富氧燃燒的窯爐結(jié)構(gòu)和高效節(jié)能燃燒器提供技術(shù)參數(shù)和理論依據(jù)。
　　 本文主要采用風速計測試火焰氣體的流速和壓力，分析了柴油在不同過量空氣系數(shù)，助燃風溫度和氧濃度下燃燒時火焰噴出速度和壓力與它們的變化關(guān)系；利用K，S分度熱電偶對火焰多個溫度點測溫和使用紅外成像儀成像，研究了不同條件下助燃風加溫和富氧燃燒時火焰溫度的變化規(guī)律；采用煙氣分析儀測試火焰末端，觀察口，排煙管等處的煙氣成分，為是否完全地燃燒，煙氣生成量，煙氣中NO、N

3、O2、NOx、CO、SO2、CO2含量等提供數(shù)據(jù)；同時從理論上研究了不同氧濃度對理論火焰溫度、黑度和熱效率等熱工性能的影響。
　　 結(jié)果表明：當過?？諝庀禂?shù)從1.00增大至1.20時火焰溫度出現(xiàn)了先增大后減少的規(guī)律，同時當過剩空氣系數(shù)為1.00時出現(xiàn)了明顯的不完全燃燒，當過剩空氣系數(shù)為1.10時，火焰溫度最高且煙氣中CO體積濃度為81ppm。助燃風溫度的提高提高了柴油的燃燒效率，提高了火焰溫度，降低了柴油的消耗量和理論助燃風量，

4、但由于實驗中助燃風加溫程度不高，因此助燃風升溫對氮氧化物生成的影響并不明顯。
　　 柴油富氧燃燒后，在保證實驗臺內(nèi)溫度場穩(wěn)定的前提下，隨著氧濃度從21％至30％逐漸增加，沿火焰長度方向的熱氣體溫度隨距窯墻距離的增加而迅速降低，火焰風速和風壓也隨之減少導(dǎo)致火焰長度變短，火焰流速變急，火焰覆蓋面積變??；柴油耗量在氧濃度剛開始增加時較為明顯，24％氧濃度時的柴油耗量比21％氧濃度時的減少33.3％，但隨后減少幅度下降；助燃空氣量，理論

5、廢氣量和CO2濃度隨氧濃度增加而逐漸減少，而NOx濃度則迅速增加，同時CO和SO2的濃度無明顯變化。
　　 在柴油富氧燃燒的理論計算過程中，理論燃燒溫度隨著氧濃度的增加而升高，30％氧濃度時，理論燃燒溫度大于2500℃；黑度則由于煙氣中三原子氣體分子CO2和H2O的體積濃度的升高而隨著氧濃度的增加而增加，30％氧濃度時，CO2和H2O的體積濃度之和大于33％，這大大增加了火焰的輻射能力；燃燒實驗臺的熱效率隨氧濃度的增大而增大，當