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作者：李全亮;何峰;梅书霞;谢峻林;张超;邓玉华;
单位：武汉理工大学材料科学与工程学院;北京工业大学材料科学与工程学院;中材建设有限公司;
摘要：针对一新型的旋流式分解炉建立模型，对煤粉燃烧与生料分解耦合及NO_x生成过程进行了数值模拟。其中对连续相采用Euler坐标系下的Realizable k-ε双方程湍流模型，对于颗粒相采用离散相(Discrete phase model)模型以及随机轨道模型，对煤粉燃烧和碳酸钙分解过程采用组分输运模型(Species transport model)并结合有限速率/涡耗散模型(Finite-rate/eddy-dissipation)模拟，采用P-1辐射模型计算颗粒与气体间的辐射换热，对NO_x的生成使用污染物模型，考虑热力型NO_x,燃料型NO_x的生成。研究结果表明：在分解炉内，三次风主要沿壁面螺旋向上运动，而烟气主要沿中轴线螺旋向上运动；当煤粉进入分解炉后挥发分快速释放并燃烧，而后残余焦炭持续燃烧，其主要的燃烧区域在蜗壳附近，燃烬时间约为5.9 s;生料入炉后便快速分解，当运动至分解炉50 m高度处，碳酸钙分解率达到了90%,此时下端生料与上端生料的分解时间约为6.5 s与4.7 s,出口碳酸钙分解率为92.32%。由于在蜗壳处煤粉燃烧与生料分解的耦合关系较差，在壁面处形成了局部高温，使NO_x生成速率较大，出口处NO_x达到了1.251×10~(-3),需对此进行改进。
关键词：分解炉;煤燃烧;碳酸钙分解;NO_x;数值模拟;计算流体力学
基金资助：全氧燃烧技术研发(CBMI-KJCX-2021-04)
