廢舊輪胎膠粉燃燒特性分析及其燃燒數值模擬.pdf

1、本文選用某輪胎回收工廠加工的廢舊輪胎膠粉作為研究對象,對廢舊輪胎膠粉、煤粉以及二者混合物的熱解特性和燃燒特性進行了實驗研究.在此基礎上,采用計算流體力學軟件FLUENT模擬了廢舊輪胎膠粉、煤粉以及廢舊輪胎膠粉和煤粉混合物在大型四角切向燃燒爐中的燃燒特性.通過熱重實驗,初步研究了廢舊輪胎膠粉、煤粉以及廢舊輪胎膠粉和煤粉混合物在氮氣氣氛下的熱解特性,以及升溫速率對廢舊輪胎膠粉熱解性能的影響,獲得了熱解過程中試樣的反應機理.同時,利用熱重分析

2、儀對廢舊輪胎膠粉、煤粉以及二者混合物在空氣氣氛下的燃燒特性進行了初探,獲得了燃燒反應的反應機理,該機理可通過反應速率方程來表示.同樣,在空氣氣氛下廢舊輪胎膠粉和煤粉的混合物燃燒特性可以用單組分的物質燃燒特性的線性組合表示,而且在不同燃燒區(qū)段,反應可以用一級反應來描述.四角切向燃燒爐是火力電廠的重要設備之一,本文采用計算流體力學軟件FLUENT分別模擬廢舊輪胎膠粉、煤粉以及廢舊輪胎膠粉和煤粉在不同配比下的混合物在四角切向燃燒爐中燃燒過程,

3、得到了它們在爐內燃燒的溫度場分布、速度場分布以及CO和CO<,2>等產物的分布.通過數值模擬發(fā)現,爐膛區(qū)域的平均溫度隨著混合物中煤粉比例的增大而下降,其中單燒膠粉時,爐膛平均溫度最高;分析CO的分布發(fā)現在燃燒爐的出口處沒有CO出現,這說明生成的CO都完全燃燒了,在爐膛中產生的CO總量也是隨著燃料中煤粉比例的增大而下降;分析CO<,2>的分布發(fā)現,單燒膠粉時,產生CO<,2>量最多,在燃燒膠粉和煤粉混合物時,隨著混合物中煤粉比例增大,CO

4、<,2>生成量呈下降趨勢;CO,CO<,2>和O<,2>的質量濃度分布和溫度分布有很大關系,高溫區(qū)對應著高的CO質量濃度和低的O<,2>、CO<,2>質量濃度;從速度分布圖可以看出,在爐膛內存在強烈的旋流,旋流強度自底到上由弱到強,然后減弱,但到達出口時還存在殘余旋流.另外,本文還對廢舊輪胎膠粉燃燒時NO的生成進行了數值模擬,通過模擬發(fā)現,隨著混合燃料中煤粉比例的增大,NO排放量呈現減少的趨勢;最后分析了影響NO生成的幾個因素.通過模擬