1 煙氣循環(huán)模型

由于煤粉燃燒中N化學反應的時間尺度和一、二次氧化劑的混合時間尺度在同一個數(shù)量級,模型需要一個適合的混合過程描述。采用的Zwietering法認為二次氧化劑(攜帶大部分氧氣)將逐漸被引入到一次氧化劑(煤粉攜帶氣)中,模擬了揮發(fā)分N和再循環(huán)NO由富燃的還原性氣氛到貧燃的氧化性氣氛的轉化過程。在次煙煤熱解過程中,隨著溫度升高,揮發(fā)分中碳黑與焦油的總量不變,但碳黑所占份額增加,因此這里近似假定所有的焦油裂解為碳黑和H2,且忽略揮發(fā)分中小分子碳氫化合物反應形成的碳黑。實際的富氧煤粉燃燒鍋爐采用60%左右的煙氣再循環(huán)(FGR)來調(diào)節(jié)燃燒的氧氣濃度、爐膛燃燒溫度和爐內(nèi)煙氣量。為了進一步研究實際富氧煤粉燃燒條件下NOx的生成與還原機理,采用CHEMKIN軟件模擬了帶煙氣再循環(huán)的O2/CO2氣氛煤粉燃燒時燃料N的轉化,如圖1所示。

圖1 煙氣再循環(huán)模型

2 模型參數(shù)設置

PSR模型設置成FIX GAS TEMPERATURE求解類型，在實際的工業(yè)模型中代表預熱過程，同時在PSR模型反應器界面設置好對應的壓力、溫度等工況條件。此模型中只有一個氣體入口，因此PSR模型的反應物質濃度的設置將會與接下來的PFR模型保持一致。

圖2 PSR模型設置

PFR模型中，發(fā)生了化學反應，因此PFR中要進行能量方程的求解。PFR模型中壁面溫度設置的要高一點，這樣可以保證反應進行。

圖3 PFR模型設置

將PFR模型設置好后，需要設置煙氣循環(huán)比例，煙氣循環(huán)到PSR和出口中的比例加和應為100%。

圖4 氣體分離器設置

3 結果分析

根據(jù)計算結果可以計算出不同氛圍條件下的N元素轉化率，如圖5所示。

圖5 O2/CO2氣氛下溫度對CRNO的影響

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