基于CFD的浮法玻璃熔窑对向燃烧减氮方法研究开题报告
2020-04-24 09:04
1. 研究目的与意义(文献综述)
建材行业是污染物排放的主要源头之一,随着环境污染问题日益严重,玻璃行业的污染物排放标准日益严格。如何在浮法玻璃生产过程中尽可能降低nox的排放,成为玻璃行业非常重视的关键问题。
nox的形成来源有三种:“热力型”nox,“快速型”nox和“燃料型”nox。其中,“热力型”nox是高温下氧和氮发生化学反应生成的;“快速型”nox是由空气中的氮和燃料中碳氢化合物反应生成的;“燃料型”nox是由燃料中的氮化物反应而生成的。玻璃熔窑中的nox主要为“热力型”nox,这是由于玻璃熔窑火焰温度高达1600℃,助燃空气中的n2会与o2在此高温条件下反应生成nox。如何通过玻璃生产工艺的细化与调整、合理控制玻璃熔窑nox产生浓度,对环境污染、企业工艺技能提升、环保运行成本降低等都具有至关重要的意义。
传统的浮法玻璃熔窑中小炉与燃料喷嘴位于同侧,以便于燃料和助燃空气及时充分地混合燃烧,在这种燃烧工况下,助燃空气通常都是富足的,火焰温度通常很高,易导致热力型nox的产生。众所周知,燃烧后残留的o2浓度越大,高温持续时间越长,火焰温度越高,则 nox生成量越多,尤其以火焰温度的影响最为明显, 燃烧温度超过1500~1600℃后, nox生成量将大幅度增加,可见影响热力型nox的主要因素是温度和含氧量,这为抑制“热力型”nox的生成量指出了方向。减氮的基本途径应是:(l)降低火焰峰值温度;(2)在保证燃烧完全的情况下减少空燃比:(3)缩短燃烧气体在高温区域中的滞留时间。为了实现生产过程中脱硝,目前的处理方式主要有全氧燃烧、富氧燃烧及梯度增氧燃烧技术等。
2. 研究的基本内容与方案
基本内容:针对一空气助燃浮法玻璃熔窑火焰空间建立模型进行数值模拟;基于空气助燃模型,进一步开展浮法玻璃熔窑对向燃烧的数值模拟研究,并进行优化设计,获得能实现nox减排的较优燃烧方法。
设计(论文)主要内容:
1.文献调研,了解国内外相关研究概况和发展趋势;
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需数据及技能。确定技术方案,并完成开题报告。
第4-7周:按照设计方案,开展熔窑火焰空间空气助燃的数值模拟研究工作。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]张战营, 刘缙, 谢军主编.《浮法玻璃生产技术与设备》,化学工业出版社,2010.
[2]赵恩录,张文玲,陈福,陈国平,李慧,王宙. 玻璃熔窑低no_x排放增氧梯度助燃仿真模拟的研究[j]. 玻璃,2016,43(10):3-7.
[3]孙余凭,尹燕亓,沈光林. 局部增氧梯度燃烧技术在国内玻璃熔炉中的应用进展[j]. 硅酸盐通报,2007(01):113-117.
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