不同富氧氣氛下焦炭氮轉化及原位還原的數值模擬

作者：趙紅星,鄭坤燦,武文斐

摘要：在焦炭燃燒過程中,焦炭顆粒會對產生的氮氧化物起到一定的異相催化還原作用,但其機理仍不明確。基于焦炭顆粒內部有不同碳基和發達的孔隙結構,根據焦炭顆粒在富氧氣氛下燃燒的特性,建立了焦炭氮轉化的分子動力學模型和多種氣體傳質模型。使用FORTRAN語言編程模擬了不同富氧氣氛下粒徑為100μm的單顆粒焦炭的燃盡過程。結果表明:燃燒初期顆粒內部NO出現短暫的積聚現象,顆粒內部的還原能力較弱,隨著反應的進行及溫度的升高,還原能力增強,由于缺氧而產生了CO氣體,有利于NOx的還原。對比了環境溫度為1 200℃時,O2和CO2的體積分數比分別為20∶80,25∶75,30∶70的不同氣氛下焦炭顆粒內部NO,CO和N2等氣體的體積分數,表明O2和CO2的體積分數比為25∶75的氣氛是最佳氣氛,既保證了焦炭顆粒的高效燃燒,又有利于增強焦炭顆粒的還原能力。

發文機構：內蒙古科技大學能源與環境學院

關鍵詞：富氧燃燒焦炭氮動力學模型潔凈燃燒數值模擬oxy-fuel combustionchar nitrogenkinetic modelclean combustionnumerical simulation

分類號： TK16[動力工程及工程熱物理—熱能工程]