回转窑内煤粉-烟气混合燃烧特性
赵楠1
刘鹏1
马梓舰2
胡仁国3
刘安洲3
1.沈阳化工大学机械与动力工程学院,辽宁沈阳 1101422.天津修船技术研究所,天津 3000003.大连华锐重工集团股份有限公司,辽宁大连 116000
摘要：为了解决矿热炉冶炼过程中存在排放大量高温烟气造成能源浪费、环境污染的问题,提出回收矿热炉烟气中CO等可燃成分作为回转窑辅助燃料的工艺,并设计了一款新型5通道燃烧器,以此实现回转窑内煤粉-烟气燃料的混合燃烧,利用CFD(Computational Fluid Dynamics)理论,建立了煤粉-烟气混合燃烧的数学模型,数值模拟了回转窑中气固两相燃料混合燃烧的过程,分析了气固两相燃料不同混合比时,回转窑内温度场、燃烧特性(组分场)以及NOx的变化情况.结果表明:回转窑内存在内外循环区,可加速燃料与空气的混合,提高窑内换热量.烟气燃料的加入有助于改善煤粉的燃烧特性,当烟气燃料发热量占总发热量的比值由20％增至40％,窑内温度场均呈现轴对称分布,黑火头的长度逐渐由4.51 m减小至2.32 m,火焰峰值温度逐渐降低,挥发分的燃烧速率逐渐由4.21 mol/(m3·s)提高至7.33 mol/(m3·s),炉窑出口处NOx的质量浓度逐渐降低,由1 013mg/m3下降至677 mg/m3.当烟气燃料发热量占总发热量的比值由20％增至30％时,火焰形状由"球团状"逐渐变长变窄,煤粉的燃烧位置由X=4.68 m前移至X=2.26m,回转窑焙烧带长度由18.50 m增至20.50 m.但随着烟气燃料发热量占总发热量的比值由30％增至40％时,火焰形状逐渐向"棒槌状"转变,煤粉的燃烧位置无明显变化,焙烧带长度由20.50 m降至16.43 m.综合分析焙烧带长度、燃料燃烧等特性,确定当烟气燃料发热量占总发热量的比值为30％时为最佳掺混比.
关键词：回转窑-矿热炉工艺(RKEF)烟气回收混合燃烧NOx排放燃烧器数值模拟
分类号：TF815(有色金属冶炼)
资助基金：辽宁省教育厅面上基金资助项目(LJKMZ20220775)
论文发表日期：2025-04-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 2284-2292 )
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