Моделирование процессов переноса и образования вредных выбросов при сжигании природного газа с воздухом, увлажненным в цикле Майсоценко
Keywords:
горение, природный газ (метан), оксиды азота NO(NOх) оксиды углерода СО, равновесная термодинамика, CFD-моделирование, увлажненный воздух-окислитель, цикл МайсоценкоAbstract
С использованием методов равновесной термодинамики и CFD –моделирования проведены систематические исследования энергетических и экологических характеристик процесса сжигания подготовленной смеси природного газа (метана) с увлажненным воздухом-окислителем. Установлена возможность значительного улучшения экологических характеристик горения, определяемых образованием NO и CO в факеле и оцениваемых выходными концентрациями [NO]и [СO]на срезе камеры сгорания, при увлажнении воздуха. Удельные выбросы на единицу полезной энергии рассчитываются с учетом КПД по термодинамическим или кинетическим данным. Увеличение абсолютного влагосодержания воздуха, сопутствующее даже незначительному его подогреву, в условиях поддержания относительной влажности (вплоть до насыщения) приводит к опережающему подогрев воздействию влагосодержания воздуха <I>d</I><SUB><I>a </I></SUB>и снижению выходной концентрации [NO]<SUB><SUB><I>eх</I></SUB></SUB>, а также [СO]<SUB><SUB><I>еx </I></SUB></SUB>. Улучшение экологических характеристик продуктов сгорания с насыщенным воздухом при <I>Т</I><SUB><I>а</I></SUB> = 325 K по сравнению с использованием сухого воздуха горения обеспечивается 18 – кратным сокращением [NO]<SUB><SUB><I>еx </I></SUB></SUB>и 2.13 – кратным – [СO]<SUB><SUB><I>еx </I></SUB></SUB>.
Downloads
References
Gillan L. Maisotsenko Cycle for Cooling Processes, // International Journal of Energy for a Clean Environment. (IJECE) - 2008, -Vol. 9, Nu. 1-3. - P. 47 - 64. - Copyright 2010 by Begell House, Inc. Printed August, 5, 2010, (USA).
Guillet R. Vapor pump and condensing heater// Gas Wärme Int. -1991. - 40, H.6. - S. 248 -252.
Soroka B. et al. A decentralized heat-supply system employing submerged-combustion burners: thermodynamic analysis and way of improvement furnaces // Industrial Heat Engineering. -2001. -Vol. III, №3-4. - P.92-99.
Сорока Б.С. Приближенный метод учета влияния состава топливной смеси на образование оксидов азота в процессах горения // Экотехнологии и ресурсосбережение. - 1993, №6. - С.47 - 53.
Guillet R. Wet way combustion: energy efficiency, environmental protection / Elsevier, 2000, Paris. - 137 p.
Сорока Б.С. Низкоэмиссионное сжигание подготовленных газо-воздушных смесей в камере с рециркуляцией продуктов сгорания / Б.С. Сорока, В.А. Згурский, М. Хинкис // Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии. - Днепропетровск: НПВК "Триакон". - 2013. - Вып. 1(12). - С. 368 - 374
Szewczyk D., Engdahl J., Stachowski A. High Temperature Burners (HTB) as the result of the connection of HiTAC combustion technology with central recuperative systems Proceedings: 8th International Symposium on High Temperature Air Combustion and Gasification, July5-7, 2010, Poznan, Poland, P. 337 - 345.
Боумен К.Т. Кинетика образования и разложения загрязняющих веществ при горении. В книге: Образование и разложение загрязняющих веществ в пламени: Пер. c англ. / Ред. Чигир Н.А. - М.: Машиностроение, 1981.- С. 59 - 83.
Сигал A.И. Механизм влияния влаги, введенной в дутьевой воздух, на интенсификацию процесса горения углеводородных топлив, образование и разложение токсичных веществ // В материалах международной конференции "Украина - Россия - Сколково". Единое инновационное пространство, 22 - 23 мая, 2013г, - Киев, Украина. - С.111 - 112.
Hermann F., Klingmann J., Gabrielsson R. Computational and Experimental Investigation of Emissions in a Highly Humidified Premixed Flame //Proceedings of 2003 ASME Turbo Power for Land, Sea & Air. - June 16 - 19, 2003 - Atlanta, Georgia, US. - GT 2003 -38337.
Soroka B., Combined power and environmental optimization of fuel- oxidant composition and initial parameters: thermodynamic approach and industrial validation // International Journal of Energy for a Clean Environment. (IJECE) - 2008, -Vol. 9, Nu. 1-3. - P. 65 - 89. - Copyright 2010 by Begell House, Inc. Printed August, 5, 2010.
