FLUENT模拟下的分解炉煤粉燃烧气固流场与NO生成特性

该研究论文主要探讨了分解炉内煤粉燃烧的气固流场分布以及NO（一氧化氮）生成的数值模拟。作者李秀秀、肖国先、李洋和赵俊来自苏州大学材料与化学化工学部，他们针对分解炉这一水泥生产线上的关键设备，面对气固两相流动复杂性的问题，采用了FLUENT软件平台构建了一个详细的模型。 在模型构建中，他们采用了PDF（Probability Density Function，概率密度函数）来描述燃料成分，以标准的k-ε湍流模型处理气相流动，设置无滑移边界条件。对于颗粒相，选择了随机轨道模型来模拟。数值求解过程中，运用二阶迎风格式离散微分方程，并采用SIMPLE算法求解控制方程。这样的模拟旨在揭示挥发分燃烧过程，分析NO生成机制，从而为优化分解炉内煤粉的燃烧提供理论支持。 煤粉在分解炉内的燃烧效率与气固两相流场、停留时间和温度场等紧密相关，因此，确保煤粉均匀分布并有足够的停留时间对于燃烧效率至关重要。该研究通过简化PDF模型，模拟分解炉内的燃烧过程，不仅关注NO生成的数值模拟，还为后续研究煤粉燃烧和分解的耦合作用提供了基础，并为分析气固两相流的模拟提供了理论框架。 尽管当前已有许多关于煤粉燃烧过程中NO生成的数值模拟工作，这些研究通常采用概括性的反应模型，通过一步反应速率来描述NO生成过程。然而，本文的研究更深入地探索了分解炉内NO生成的具体机理及其分布规律，这将有助于推动低NO煤粉燃烧器的设计和改进。 该研究通过数值模拟手段，为我们理解分解炉内部的复杂燃烧过程，特别是在NO生成方面提供了宝贵的见解，这对于提升水泥生产过程中的环保性能具有实际应用价值。