基于FLUENT的垃圾热解气MILD燃烧研究

廖艳芬 张曼玉 陈顺凯 陈银 马晓茜

(华南理工大学 电力学院∥广东省能源高效清洁利用重点实验室，广东 广州 510640)

随着社会飞速发展，我国已跃居世界垃圾产量第二大国，据统计，2018年全国城市垃圾年产量达2.28亿吨，且以每年6%的速度增长[1]。城市生活垃圾的无害化、减量化、资源化处置成为重要环保问题。城市生活垃圾中存在大量的可燃固体废弃物，将其热解处理获取中低热值可燃气(简称垃圾热解气)，是当前快速发展的一种新型处理方式。

在众多可燃气燃烧利用技术中，低氧稀释混合(MILD)燃烧通过增加动量、稀释反应物来降低燃烧反应速率，能减少局部高温区，使燃烧室中温度场分布均匀，污染物排放减少，从而实现高效低污染利用。Wünning等[2]、吕煊[3]、成珊[4]以及Zhang等[5]等对MILD燃烧的研究也验证了其优越性，证明其确实具有超低污染排放及低振荡燃烧特性，能适应低热值燃料且高效清洁的优点。但目前的研究多关注单组分燃料如甲烷、丙烷的研究，缺少对于多组分的垃圾热解气MILD燃烧的研究。

本研究基于计算流体动力学软件(CFD)对垃圾热解气的MILD燃烧过程进行数值模拟，通过实验数据验证模型的适用性，研究了燃烧器的运行参数、结构优化对燃烧状况及NO排放的影响，可为城市生活垃圾的高值化利用提供一定的研究基础。

1 研究对象及模型建立

1.1 垃圾热解气

城市生活垃圾热解温度是影响垃圾热解气组分的关键因素。通过对垃圾热解气的组分波动及特点进行调研，选择600 ℃下的典型热解气为研究对象[6]，其来源于循环流化床热解，并使用产生的热解气代替氮气进行吹气，故热解气中不含有氮气。……