氧分级对药渣O2/CO2燃烧NOx生成规律与反应机理的影响

作者：孙浩家; 佟海川; 王长安^*; 王超伟; 唐冠韬; 车得福

来源：洁净煤技术, 2021, 27(02): 187-197.

DOI：10.13226/j.issn.1006-6772.CUS20093001

• 药渣
• Chemkin
• O2/CO2气氛
• 氧气分级
• NOx生成

在我国目前能源结构中,化石能源尤其是煤炭资源占比很高,造成了极大的环境压力。抗生素发酵药渣为近年来产量迅速升高的固体废弃物,也是一种生物质燃料资源,但目前对药渣的能源化利用研究较少。以CH4等气体来模拟药渣可燃成分,利用Chemkin模拟软件中的PFR反应器构建了药渣在O2/CO2气氛下氧气分级燃烧及非分级燃烧模型,对2种情况下NOx生成特性进行了模拟研究,探求了氧气分级及非分级燃烧时各种因素的影响,并利用生成速率分析法和敏感性分析法对结果进行了反应机理分析。研究结果表明,在氧气非分级条件下,NOx转化率随燃烧温度升高先升高后降低,在1 500℃左右达到峰值;NOx转化率随过量氧气系数增加而升高,在过量氧气系数由0.9增至1.1时,增幅显著。在氧气分级条件下,主燃区燃烧温度对NOx转化率的影响较为复杂;NOx转化率随燃尽风率增加先降低后升高,随燃尽风位置推后降低。氧气分级条件下,还原气氛促进了NOx中N向其他组分转化,能够明显降低NOx生成。当燃烧温度低于1 500℃,燃尽风率为0.35左右时,NOx转化率最低。首次对药渣在O2/CO2气氛下的燃烧进行了反应动力学模拟研究,探求了各种因素的影响,为实现药渣能源化利用提供了指导。

• 单位
  动力工程多相流国家重点实验室; 西安交通大学