该文在天津市重点自然科学基金项目(高效低NOx排放燃气燃烧器的研究开发)的资助下,对燃气燃烧的低NOx排放完成了实验研究和数值模拟,为NOx燃气燃烧器的开发提供指导. 首先建立了完善灵活的低NOx燃烧实验系统,在实验系统上完成了燃烧温度、过量空气系数、预先加入一定量的水蒸汽、空气预热温度、对燃气预先进行微波处理、烟气再循环燃烧以及燃烧方式(扩散式与预混式)对NOx生成的影响分析;采用PHOENICS3.5软件进行了液化石油气燃烧的数值模拟. 该文通过实验得出了燃烧室出口NOx的浓度随燃烧室出口温度的增加而增加.首次发现当过量空气系数低于0.75时,NOx的生成量急剧增大.对目前普遍认为的分级燃烧和浓淡燃烧可以降低NOx排放的提法给予补充,即对一次过量空气系数有一个最小值限定,不是小于1的任何值都可以,低于最小限定值将是不利的,而且一次过量空气系数有一个最佳值.最小值和最佳值要依据燃料而定.首次发现在燃气燃烧以前预加入少量水蒸汽能降低70%以上的NOx排放,同时也大大降低CO和CH的排放.得出燃烧室出口NOx的浓度随预热空气温度的增加而增加.发现经过微波处理后的燃烧能得到较可观NOx浓度的降低.利用特殊设计的烟气再循环式燃气燃烧器做实验,发现得到较低的NOx排放.利用PHOENICS3.5模拟出的燃烧室温度场和NOx浓度场基本能说明实际分布状况.
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