低熱值預(yù)混氣在往復(fù)式多孔介質(zhì)中燃燒實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、低熱值氣體是指發(fā)熱量小于6.28MJ/m3的氣體燃料，由于熱值低、成分復(fù)雜，難以被處理而直接排放。這些低熱值氣體中含有甲烷，甲烷的溫室效益是二氧化碳的21倍，將甲烷高效轉(zhuǎn)化為二氧化碳將產(chǎn)生巨大的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。本文利用燃燒段與蓄熱段分離往復(fù)多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)處理此類低熱值氣體，并研究拓展系統(tǒng)燃燒極限、增大系統(tǒng)處理低熱值氣范圍的方法。低熱值氣體是由可燃成分和不參與燃燒的惰性成分組成的無(wú)氧混合氣，本文將利用氮?dú)庀♂屘烊粴饽M低熱值氣體，并研究

2、此類氣體在往復(fù)多孔介質(zhì)燃燒器中的燃燒和污染物排放特性。本文研究工作主要包括兩個(gè)部分：
　　 第一部分，低熱值氣體在往復(fù)多孔介質(zhì)燃燒器中燃燒極限拓展實(shí)驗(yàn)研究。主要考察蓄熱段對(duì)系統(tǒng)溫度波動(dòng)和分布特性的影響，系統(tǒng)由穩(wěn)定燃燒過(guò)渡到過(guò)濾燃燒軸向溫度分布的變化特性，以及系統(tǒng)燃燒極限特性。結(jié)果表明，蓄熱段能顯著的降低系統(tǒng)溫度波動(dòng)，提高系統(tǒng)燃燒溫度和燃燒效率；當(dāng)量比降低使得軸向溫度分布形狀從“馬鞍形”、“梯形”、“橢圓形”，變化到系統(tǒng)達(dá)到燃燒極

3、限時(shí)形成的“三角形”分布；在實(shí)驗(yàn)研究范圍內(nèi)，半周期縮短，熱負(fù)荷降低、截面流速增大，系統(tǒng)燃燒極限先降低后升高，蓄熱段蓄熱能力增大能較小幅降低系統(tǒng)燃燒極限。系統(tǒng)貧燃極限為當(dāng)量比0.07，混合氣熱值264kJ/m3。
　　 第二部分，無(wú)氧低熱值氣體往復(fù)多孔介質(zhì)燃燒實(shí)驗(yàn)研究。主要考察混合燃?xì)?指天然氣與氮?dú)饣旌蠚?熱值、氧含量和空氣當(dāng)量比對(duì)燃燒特性和污染物排放特性的影響，并與單向多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)相對(duì)比，分析往復(fù)多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。研

4、究結(jié)果表明：混合燃?xì)鉄嶂到档?，高溫段長(zhǎng)度縮短，平均溫度和燃燒溫度升高；氧含量、空氣當(dāng)量比降低，燃燒溫度先升高后降低，排煙溫度降低，且不同空氣當(dāng)量比使最大燃燒溫度對(duì)應(yīng)的氧含量不同，空氣當(dāng)量比越高對(duì)應(yīng)氧含量越低；相比單向燃燒系統(tǒng)，往復(fù)式燃燒系統(tǒng)T/Tad=1對(duì)應(yīng)空氣當(dāng)量比低于單向多孔介質(zhì)燃燒系統(tǒng)，T/Tad隨空氣當(dāng)量比變化的變化趨勢(shì)大于單向系統(tǒng)，且NOx和CO排放濃度都要低于單向燃燒系統(tǒng)，更加適合低熱值混合氣燃燒。燃燒效率主要由天然氣與氧氣