天然气富氧燃烧技术的研究

【摘要】：为解决我国天然气资源量少、价格高和需求量大的问题,可通过利用富氧燃烧技术和高温烟气回流技术提高天然气利用效率,减少天然气使用量并降低使用成本,本课题围绕燃烧用富氧制取、富氧燃烧技术和高温烟气回流技术进行研究分析,主要研究内容和结果如下： (1)研究了分子筛制取富氧的工作原理,提出了燃烧用富氧制取的工艺流程和关键设备集成,对吸附过程建立数学模型,理论推导压力与分子筛出口氧浓度的半经验关系式,结果表明当冲洗量一定时,空气压力增大,出口富氧气体的浓度升高；为制取浓度相对较低的富氧气体,可在产品气中兑入定量空气,也可改造现有设备,减少吸附剂床层厚度,以降低造价及富氧成本,并搭配适当的空气压缩机进行微调。 (2)对天然气富氧燃烧进行理论计算,结果表明,富氧燃烧技术可减少理论助燃气体需要量,减少烟气量,并大大提高燃烧温度,节能效果明显。 (3)燃烧温度大幅度升高,导致烟气中NOx量增大,研究NOx的生成机理及高温烟气回流技术,通过烟气回流减少NOx,分析烟气回流的节能原理并计算其节能率。计算结果表明,烟气回流节能效果明显,且在理论燃烧温度一定时,可通过提高排烟温度,增大烟气入炉循环系数,增加燃料的消耗量的方式提高节能率。 (4)富氧燃烧可使所需的助燃气量相应减少,为防止炉膛燃烧温度不均匀,燃烧器需要作出相应变化,本课题以蜗壳燃烧器为例进行研究计算,结果表明,当空气喷口不变时,随着助燃气体浓度的升高,燃气喷口直径增大,燃气出口速度、空气速度及压力均减小。 本研究力在提高天然气利用效率,减少天然气使用量和使用成本,扩大技术应用范围,此成果可用于燃气锅炉、直燃机、陶瓷、玻璃、冶金、机械、干燥等以天然气为燃料的行业。 【关键词】：富氧制取 变压吸附 富氧燃烧 燃烧温度 NOx 烟气循环
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TK16
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 富氧燃烧技术在工业中的发展10-11
• 1.3 富氧制取方法的现状及发展11-13
• 1.4 本课题的意义和主要研究内容13-14
• 第二章 分子筛制氧法的研究分析14-25
• 2.1 分子筛制氧设备工作原理及流程14-15
• 2.2 分子筛制氧法的主要特点15-16
• 2.3 分子筛制氧技术的应用16
• 2.4 PSA制取富氧的数学模型16-21
• 2.5 富氧气体的制取21-23
• 2.6 本章小结23-25
• 第三章 天然气富氧燃烧理论计算25-35
• 3.1 天然气富氧燃烧所需助燃气体量计算25-27
• 3.2 天然气富氧燃烧产生的实际烟气量27-30
• 3.3 天然气富氧燃烧时的实际燃烧温度30-32
• 3.4 天然气富氧燃烧节能分析32-33
• 3.5 本章小结33-35
• 第四章 NOx的控制及烟气再循环技术的研究35-52
• 4.1 NOx的生成机理35-37
• 4.2 NOx的控制技术37-38
• 4.3 烟气再循环技术的研究38-39
• 4.4 烟气再循环的节能分析39-51
• 4.5 本章小结51-52
• 第五章 天然气富氧燃烧器的研究52-57
• 5.1 空气系统计算52-53
• 5.2 燃气系统计算53-56
• 5.3 本章小结56-57
• 第六章 结论与展望57-59
• 6.1 结论57-58
• 6.2 展望58-59
• 附录59-72
• 参考文献72-74
• 致谢74-75
• 攻读硕士学位期间发表论文及科研情况75

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