محاكاة عددية ودراسة تجريبية لاحتراق الفحم المخلوط بالأمونيا في مرجل قدرته 4 ميغاواط

MA Zhaoyao ,  

ZHANG Xiangyu ,  

WEN Hainan ,  

LIU Wen ,  

WANG Zhichao ,  

YU Bo ,  

摘要

احتراق الفحم المخلوط بالأمونيا هو أحد المسارات الهامة لتقليل انبعاثات الكربون من وحدات توليد الكهرباء من الفحم. ولدراسة مزيد من جدوى احتراق نسبة عالية من الأمونيا، تم بناء نموذج تفسيري لاحتراق الفحم المخلوط بالأمونيا، واستخدمت الديناميكا الحاسوبية لمحاكاة احتراق الفحم المخلوط بالأمونيا واحتراق الأمونيا النقية في مرجل قدرته 4 ميغاواط، وكانت النتائج تظهر أن نسبة الدقة بين نتائج الديناميكا الحاسوبية ونتائج التجارب أقل من 3٪. وأظهرت نتائج التجارب أنه عندما يتم احتراق الفحم المخلوط بالأمونيا، ينخفض درجة حرارة اللهب بما يقارب 30 درجة مئوية عند تكثيف الأمونيا بنسبة 20٪، وينخفض نسبة ثاني أكسيد الكربون في الحجم بنسبة تقارب 20٪. كما ازداد تركيز النيتروجين أكسيدات الكربون المنبعث إلى الهواء بالفرن بحوالي 77.33 ٪ عند زيادة نسبة الأمونيا من 0 إلى 40 ٪. وزاد احتراق الفحم المخلوط بالأمونيا إلى حوالي 136.44٪. كما أظهرت النتائج أن استخدام نسبة زائدة من الهواء بنسبة 1.15 أثناء احراق الفحم المخلوط بالأمونيا يؤدي إلى أفضلية في احتراق الوقود وتكوين أكاسيد النيتروجين. كما أن استخدام طريقة حقن الوقود بشكل دفعي مكونة من مرحلتين يقلل من نسبة تركيز أكاسيد النيتروجين في الحجم بنسبة 31.07 ٪. بالمقارنة مع الاحتراق الفحم النقي والفحم المخلوط بالأمونيا، تظهر اللهب أكثر برودة وبعد إيقاد أطول وقطر أكبر عند احتراق الأمونيا النقية، إذ تبلغ نسبة تركيز أكاسيد النيتروجين في الحجم 475 ملغرام/م 3 وكمية الأمونيا المنبعثة تقترب من الصفر.

关键词

مرجل الفحم؛ احراق الأمونيا؛ أكاسيد النيتروجين؛ هروب الأمونيا؛ تصنيف الوقود

阅读全文