循环流化床模拟研究：一、二次风配比对性能影响

"本文探讨了一、二次风配比对75吨/小时循环流化床(CFB)性能的影响，通过FLUENT模拟软件进行了数值分析，重点关注了不同风配比（5:5、5.5:4.5和6:4）下的温度场、速度场和CO2分布情况。研究结果显示，当一、二次风配比为5.5:4.5时，循环流化床表现出最佳运行状态，炉内温度分布均匀，接近理想的运行温度，速度分布稳定，烟气流速较高，提高了排放效率。此外，这种配比还优化了CO2分布，并且旋风分离器的工作效率得到了显著提升。该研究由华南理工大学能源高效清洁利用广东普通高校重点实验室和广东省相关科研机构支持，主要作者李龙君专注于高效低污染燃烧及生物质能源利用领域的研究。" 循环流化床是一种先进的燃烧技术，其核心在于通过气流将床料(如煤颗粒)悬浮在炉膛内，形成流态化的燃烧环境。本文的研究针对75吨/小时的循环流化床，这是工业应用中常见的一种规模。在循环流化床中，一次风通常负责输送燃料，二次风则用于助燃和控制燃烧过程中的氧气浓度。通过调整一、二次风的配比，可以显著影响燃烧效率和污染物排放。 研究中，使用了FLUENT这一专业的流体动力学模拟软件，该软件广泛应用于热能工程领域，能够精确模拟复杂流动和传热现象。通过对三种不同的一、二次风配比进行数值模拟，发现当比例为5.5:4.5时，循环流化床的运行表现最佳。此时，炉内的温度场更为均匀，这对于保持稳定燃烧和减少局部过热至关重要。同时，速度场的均匀分布意味着气固混合更加充分，有助于提高燃烧效率。 此外，这一配比下的烟气流速显著增加，出口烟气速度分别比其他两种工况提高了33.42%和13.70%，这不仅加快了烟气的排出速度，还可能降低了烟尘在炉内的停留时间，从而减少了污染物的生成。对于CO2分布的优化，意味着燃烧更充分，碳排放量得以有效控制。旋风分离器效率的提升则表明，更多颗粒物被有效地捕集，减少了环境污染。 这项研究的结果对循环流化床的设计和操作具有指导意义，为实现更高效、更环保的燃烧提供了理论依据。优化一、二次风配比不仅能够提高燃烧效率，降低污染物排放，还能确保设备运行的经济性和稳定性。对于未来循环流化床技术的发展和节能减排策略的制定，这一研究提供了重要的参考数据。