超低炭素固体廃棄物を燃やすための革新的な渦巻きバーナー:パイロットスケールの燃焼試験と数値シミュレーション研究

科学分野:

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• 環境工学環境工学とは

背景:

• 発電所は,低炭素固体廃棄物の共同燃焼が困難な課題に直面しており,原因は燃焼の不良さと高い排出量である.
• 効率的な燃焼技術の開発は,固体廃棄物の利用と炭素削減に不可欠です.

研究 の 目的:

• 石炭ガス化精細スラグ (CGFS) を発電所のボイラーに代替燃料として使用する可能性を評価する.
• CGFSと石炭の混合物の安定した燃焼と低排出量のための新しい渦巻きバーナーを開発し,テストする.

主な方法:

• 前燃焼室の渦巻きバーナーを備えた0.5MWのパイロットシステムの開発.
• 様々な比率でCGFS-ビトミナス石炭混合物の共燃試験.
• 燃焼性能と排出特性を検証するための数値シミュレーション.

主要な成果:

• 渦巻焼却器は,CGFS-ビトミナス石炭混合物の安定した燃焼を達成しました.
• オーブン出口のNOx排出量は,CGFS比率の増加とともに,最初は減少し,その後はわずかに増加した.
• 燃え尽き率が高く,数学的シミュレーションにより,すべてのブレンドで98%以上の燃え尽きが予測されました.

結論:

• 開発された渦巻きバーナー技術は,補助燃料なしで,超低揮発性CGFSの効率的な共同発火を可能にします.
• この技術は,固体廃棄物の資源利用,エネルギー節約,発電所の炭素削減をサポートしています.
• 前燃焼室の渦巻き触角燃焼システムは,大規模発電所のボイラーに適しています.