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摘要
氮氧化物(NOx)是燃烧产生的一种有害气体。为了满足低氮排放标准，烟气循环是减少NOx生成的有效方式。虽然烟气内循环较烟气外循环的热损失更少、降氮效果更好，但由于其需要在设备设计阶段进行优化，因此当前针对烟气内循环降氮的研究较少，对于实际降氮过程暂无系统性的分析研究。以带有烟气内循环的5 kW甲烷扩散燃烧器为研究对象，采用CFD三维燃烧过程数值模拟来研究烟气内循环卷吸率对NOx生成过程的影响。在常规采用零维或一维的理论模型研究基础上，以模拟结果中的燃烧速率来表征燃烧强度，可以更为准确地预测实际燃烧过程。结果表明：改变空气渐缩段出口直径可以有效控制烟气卷吸率。烟气卷吸率最大可以增加到50%,NOx排放值相比无烟气内循环工况下的NOx排放值降低了94%。烟气内循环对不同的NOx生成路径都有一定的抑制作用，尤其是热力型NOx。增加卷吸率后快速型NOx替代热力型NOx成为主导路径，热力型NOx在整体NOx中的占比从52%降低到16%。快速型NOx也会影响最终降氮效果，因此在实际低氮燃烧器设计中，要综合考虑这几种路径的抑制。
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