新型双流化床炉内NOx生成特性数值模拟

摘要

运用煤燃烧及NOx生成的详细化学反应机理,通过搭建一维化学反应器网络(1D-CRN),对一个新型双流化床(DCFB)内燃料型N转化为NOx的基元化学反应进行了敏感性分析并讨论了反应温度、过量空气系数以及一、二次风配比对燃料型NOx生成的影响.研究发现,在相同条件下,循环流化床炉膛出口的NOx排放值为224.48mg·m-3,而双流化床炉膛出口的NOx排放值为97.29 mg·m-3,双流化床对于燃料型NOx的减排幅度达到了56.66％.此外,促进NOx生成的基元反应主要有R398 (NH2+O→HNO+H)、R1-N-1 (N-Vol→NH3+HCN)、R569(NCO+O2(←→)NO+CO2)、R17(H+O2(←→)O+OH)等反应,而抑制NQ生成的反应包括R411(NH2+NO(←→)N2+H2O)、R412(NH2+NO(←→)NNH+OH)、R570 (NCO+NO(←→)N2O+CO)、R571 (NCO+NO(←→)N2+CO2)以及R5 (Char+NO→Char+N2+O2)和R6(Soot+NO→nSoot+N2+CO)等反应.这说明反应区域氧气浓度是影响NOx生成的关键,低氧浓度可抑制燃料N向NOx转化.另外,NOx生成值随着反应温度的升高而降低,但随着过量空气系数和一次风所占比例的增大而增加.