管式加热炉甲烷掺氢比对燃烧及NO_(x)排放的影响

作     者：王文奇 高宇乐 郭晔媛 Wang Wenqi;Gao Yule;GuoYeyuan

作者机构：洛阳瑞昌环境工程有限公司河南洛阳471003 

出 版 物：《石油化工设备技术》 (Petrochemical Equipment Technology)

年 卷 期：2024年第45卷第3期

页      面：60-66,I0004页

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 081701[工学-化学工程] 

主　　题：管式加热炉 甲烷掺氢比 热斑 燃烧试验测量 试验验证 数值模拟 

摘      要：文章主要研究管式加热炉甲烷掺氢比对燃烧及NO_(x)排放的影响,为此基于管式加热炉,分别在1号炉测试圆形燃烧器,在3号炉测试附墙燃烧器。利用fluent中的FGM燃烧模型耦合GRI-Mech 3.0详细反应机理,结合热态实测烟气温度对其燃烧进行数值计算,研究分析管式加热炉甲烷掺氢比对燃烧及NO_(x)排放的影响。甲烷掺氢比控制在0%~60%(体积百分数)。研究结果显示:1)随着掺氢比的提升,1号炉NO_(x)排放量(标准状态,下同)由75 mg/m^(3)上升至100 mg/m^(3),3号炉NO_(x)排放量由63 mg/m^(3)下降至50 mg/m^(3);2)随着掺氢比的提升,温度高于1500℃时,1号炉热斑主要分布在燃烧器喷口之内且面积不断增大,3号炉热斑主要分布在燃烧器喷口之外且面积不断减小;3)在节能减排方面,相对于20%的掺氢比,掺氢比为60%时,1号炉换热效率提升了4.53%,3号炉换热效率提升了0.52%,烟气中二氧化碳减排26%;4)上述结果表明,掺氢提升NO_(x)排放,但炉内烟气内循环却减少NO_(x)排放,燃烧器最终的NO_(x)排放结果受到掺氢和烟气内循环综合效果的影响。