Исследователи изучают совместное влияние двух технологий сжигания на выбросы угля.

Jan 14, 2024

16 марта 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

корректура

Пусанский национальный университет

Угольные электростанции существуют уже давно и удовлетворяют глобальные потребности в производстве электроэнергии. Излишне говорить, что на этом фронте необходимо решать проблемы окружающей среды и здоровья человека. Несмотря на продолжающиеся усилия по переходу на возобновляемые источники энергии, угольные электростанции, возможно, еще не устарели.

На этом фоне уместно изучить, как можно повысить эффективность этих угольных котлов, одновременно смягчая их вредное воздействие на окружающую среду, а именно выбросы парниковых газов, кислотные дожди и образование фотохимического смога, а также на здоровье человека.

С этой целью были предложены различные методы сжигания, такие как ступенчатая подача воздуха и вихревой поток. Однако эффективность этих технологий в снижении выбросов загрязняющих веществ при одновременном максимизации эффективности выгорания остается неясной. Теперь в недавнем исследовании, опубликованном в журнале Energy, международная группа исследователей под руководством профессора Гюнгмина Чой из Пусанского национального университета (Корея) проанализировала эффективность сочетания вихревого потока и ступенчатой ​​подачи воздуха для улучшения характеристик сгорания и снижения загрязнения.

«Вихревая структура выхлопной трубы (ETV), сопровождающая вихревой поток, улучшает стабильность пламени и эффективность сгорания, но имеет недостаток, заключающийся в образовании большого количества выбросов NOx. Напротив, технология ступенчатой ​​подачи воздуха создает богатую топливом среду в зоне первичного сгорания. , что положительно влияет на снижение выбросов NOx, но отрицательно влияет на эффективность сгорания», — объясняет профессор Чой. «Поэтому, если эти две технологии правильно объединить и применить в реальной жизни, можно ожидать синергетического эффекта, который снизит выбросы загрязняющих веществ в воздух, а также улучшит характеристики сгорания».

Соответственно, команда использовала как моделирование, так и эксперименты для изучения совокупного воздействия различных конфигураций завихрения и ступеней подачи воздуха в модернизированном пылеугольном котле мощностью 16 кВт с направленным вниз пламенем. Угольный котел состоял из трех секций: вихревой горелки, котла и вытяжной трубы.

Для поэтапного сжигания ступенчатый воздух разделялся на две стороны и впрыскивался в котел по касательной. Сжиженный нефтяной газ (СНГ) использовался для предварительного нагрева и стабилизации пламени. Расходы ступенчатого воздуха и сжиженного нефтяного газа регулировались, и для каждой настройки температура измерялась с помощью термопар. Кроме того, количество частиц в газовой фазе измеряли с помощью многогазового анализатора.

Ступени подачи воздуха с двумя конфигурациями завихрения, а именно с совмещенным и встречным закручением пламени, были оценены, чтобы понять, какая из них более выгодна с точки зрения снижения выбросов загрязняющих веществ. В случае горелки с сонаправленным вихрем, где воздух и топливо циркулировали в одном и том же направлении, частицы угля распределялись равномерно за счет образования внутренней зоны циркуляции и ETV – двух важных особенностей для оптимизации конструкции угольных горелок. котлы.