تاثیر نسبت هم‌ارزی هوا-سوخت بر فرآیند احتراق در کوره واحد آمونیاک شرکت پتروشیمی رازی | ||
| مکانیک سازه ها و شاره ها | ||
| دوره 11، شماره 5، آذر و دی 1400، صفحه 119-132 اصل مقاله (1.54 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله مستقل | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22044/jsfm.2021.10168.3271 | ||
| نویسندگان | ||
| علیرضا دنه دزفولی* 1؛ شیوا خمیسی2؛ سید سعید بحرینیان3 | ||
| 1استادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران | ||
| 2دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران | ||
| 3دانشیار گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران | ||
| چکیده | ||
| تاثیر نسبت هم ارزی سوخت به هوا بر فرآیند احتراق در کوره واحد آمونیاک شرکت پتروشیمی رازی در این مقاله مورد آنالیز عددی قرار گرفته است. هندسه سه بعدی کوره براساس فرض سوخت و هوای غیرپیش آمیخته مدل شده است. مدل سازی جریان دائم تراکم پذیر احتراق آشفته واکنشی با معادلات اساسی بقا و در نظر گرفتن اثرات انتقال حرارت هدایت، جابجایی تشعشع ارائه شده است. مکانیزم های زلدوویچ و فنیمور برای محاسبه انتشار NOx استفاده شده اند. نتایج عددی با دقت 99 درصد در مقایسه با داده های تجربی روی یک شبکه محاسباتی با 3165349 المان به دست آمده است. بررسی نتایج نشان داد که کاهش نسبت هم‌ارزی باعث نزدیک شدن ماکزیمم دمای شعله به نازل سوخت ورودی و کاهش طول شعله می‌شود. دمای بالا در خروجی کوره به دلیل اختلاط بهتر جریان ها در نسبت های هم ارزی بزرگ ایجاد می شود. میزان تولید آلاینده NOx در نسبت هم ارزی های 833/0، 714/0 و 625/0 به ترتیب 62/50، 27/53 و 2/56 درصد نسبت به حالت هوای نظری افزایش یافت. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| احتراق؛ نسبت هم ارزی؛ کوره آمونیاک؛ شرکت پتروشیمی رازی | ||
| مراجع | ||
|
[1] Barten H (2005) International Energy Agency. Electricity/heat in world in.
[2] EV, D.S.A. (2011) CO2 emissions from fuel combustion.
[3] Jia Y, Zhou W, Tang J, Luo Y (2020) Design optimization and cfd evaluation of a volute swirl burner with central gas supply. J Braz Soc Mech Sci 42.
[4] Silva Neto GC, Chui DS, Martins FP, Fleury AT, Furnari F, Trigo FC (2021) Identification of co2 and o-2 emissions dynamics in a natural gas furnace through flame images, armax models, and kalman filtering. J Braz Soc Mech Sci 43.
[5] Mancini M, Weber R, Bollettini U (2002) Predicting NOx emissions of a burner operated in flameless oxidation mode. Proceedings of the combustion institute 29(1): 1155-1163.
[6] Yang W, Blasiak W (2005) Numerical study of fuel temperature influence on single gas jet combustion in highly preheated and oxygen deficient air. Energy 30(2-4): 385-398.
[7] Vuthaluru R, Vuthaluru HB (2006) Modelling of a wall fired furnace for different operating conditions using FLUENT. Fuel Process Technol 87(7): 633-639.
[8] De A, Oldenhof E, Sathiah P, Roekaerts D (2011) Numerical simulation of delft-jet-in-hot-coflow (djhc) flames using the eddy dissipation concept model for turbulence–chemistry interaction. Flow Turbulence Combust 87(4): 537-567.
[9] Yapıcı H, Kayataş N, Albayrak B, Baştürk G (2005) Numerical calculation of local entropy generation in a methane-air burner. Energ Convers Manage 46(11-12): 1885-1919.
[10] Saario A, Rebola A, Coelho P, Costa M, Oksanen A (2005) Heavy fuel oil combustion in a cylindrical laboratory furnace: measurements and modeling. Fuel 84: 359-369.
[11] Elorf A, Sarh B (2019) Excess air ratio effects on flow and combustion caracteristics of pulverized biomass (olive cake). Case Stud Therm Eng 13: 100367.
[12] Tu Y, Xu S, Xie M, Wang Z, Liu H (2021) Numerical simulation of propane MILD combustion in a lab-scale cylindrical furnace. Fuel 290: 119858.
[13] عباسی سح، امی فالف، صبوحی ز (1399) مطالعه عددی مشخصات جریان در یک محفظه احتراق پاشش مستقیم رقیق تک المان. نشریه علمی مکانیک سازهها و شارهها 302-287 :(4)10.
[14] موسویترشیزی سالف، رفیعی ع، سعادتی الف (1384) شبیه‌سازی مشعل‌های نیروگاه شازند به روش عددی و بررسی اثر هوای اولیه بر شکل و محل شعله. بیستمین کنفرانس بین المللی برق، تهران، ایران.
[15] سهرابیکاشانی الف (1384) افزایش راندمان احتراق در بویلر‌های نیروگاهی از طریق تنظیم هوای اضافی. اولین کنفرانس احتراق ایران، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.
[16] جلیلیمهر م، مقیمان م، نیازمند ح (1396) مطالعه اثر پیش گرمایش سوخت گاز طبیعی بر تشکیل دوده، درخشندگی شعله و انتشار NO به روش عددی و آزمایشگاهی. نشریه علمی مکانیک سازهها و شارهها 90-79 :(1)7.
[17] شریعتی ع، ثقهالاسلامی ن (1397) مطالعه عددی پارامترهای اثرگذار در مشعل محیط متخلخل با ایجاد یک شیار در محور ماتریس تخلخل. نشریه علمی مکانیک سازهها و شارهها 340-327 :(3)8.
[18] کیانی م، باشی ح، هوشفر الف (1398) بررسی عددی میدان دمایی و ساختار شعله آرام گاز متان و هیدروژن در جتهای برخوردی مایل. نشریه علمی مکانیک سازهها و شارهها 261-251 :(4)9.
[19] حشمتی ن، میرساجدی سم (1399) بررسی آزمایشگاهی اثر تغییرات طول نازل مشعل بر مشخصههای احتراقی شعله پیشآمیخته چرخشی. ماهنامه علمی-پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس 2515-2509 :(10)20.
[20] زرگرباشی ع، تابعجماعت ص، صرافانصادقی س، شیخ بگلو س (1399) بررسی تجربی اثر مشخصههای جریان ورودی و طول محفظه بر دینامیک شعله پیشآمیخته جزیی در راکتورهای ابعاد مزو استوانهای شکل با قطر ثابت و طولهای مختلف. ماهنامه علمی-پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس 2708-2697 :(12)20.
[21] حاتمی م، قلیپور ع (1400) مطالعه تجربی و بهینهسازی عددی پارامترهای هندسی مشعل در کوره پیشگرم خط پرس مجتمع صنعتی فولاد اسفراین. ماهنامه علمی-پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس 488-479 :(7)21.
[22] میرباقری م، مظاهری ک، ابراهیمیفردویی الف، علیپور عر (1399) مطالعه عددی تاثیر توان مشعل شعله تخت بر ایجاد توزیع دمای یکنواخت در کورههای کراکینگ. نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 1396-1379 :(6)52.
[23] White FM (2011) Fluid Mechanics. 7th Edition, McGraw-Hill.
[24] Zhang C, Ishii T, Hino Y, Sugiyama S (2000) The numerical and experimental study of non-premixed combustion flames in regenerative furnaces. J Heat Transfer 122(2): 287-293.
[25] Cengel YA, Boles MA (2015) Themodynamics: An Engineering Approach. 8th Edition, McGraw-Hill.
[26] Yang X, Clements A, Szuhánszki J, Huang X, Moguel OF, Li J, Gibbins J, Liu Zh, Zheng Ch, Ingham D, Ma L, Nimmo B (2018) Prediction of the radiative heat transfer in small and large scale oxy-coal furnaces. Appl. Energy 211: 523-537.
[27] Zel'dovich YB (1946) The oxidation of nitrogen in combustion explosions. Acta Physicochimica U.S.S.R. 21: 577-628.
[28] van Essen VM, Sepman AV, Mokhov AV, Levinsky HB (2007) The effects of burner stabilization on Fenimore NO formation in low-pressure, fuel-rich premixed CH4/O2/N2 flames. P Combust Inst 31(1): 329-337. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,402 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 943 |
||