تحقیق روی پائین اوردن NOx در کوره ها و بویلرها با استفاده از مشعلهای پیشرفته جدید و مدلسازی دینامیک سیالات محاسباتی

برای رسیدن به کاهش آلودگی NOx تا میزان 30ppm، تکنیک های کاهش NOx برای پائین آوردن دمای نوک شعله و موجود بودن اکسیژن از طریق افزایش رقیق کننده های متعدد در فرایند احتراق اجرا گردیده است. این امر از طریق توسعه یک کلاس جدید از مشعلها با عنوان LNB انجام گردیده است. بعنوان قانون جدید ابلاغ شده که مطابق استاندارد لایه ازن از CAA می باشد. تحقیق احتراق روی توسعه یک کلاس پیشرفته از LNB که به نام ULNB می باشد، متمرکز گردیده است. اهداف تحقیق تولید مشعلهائی که آلودگی NOX را تا اعداد یک رقمی (کمتر از 10PPM حجمی در ازای 3% اکسیژن) کاهش داده و شدت آلودگی CO را کاهش می دهد، می باشد. ULNB ها مخصوصا برای سوختن سوختهای گازی، مانند گاز طبیعی، که ذاتا از باندهای نیتروژن عاری می باشند، طراحی گردیده اند. نتایج و موفقیتهای آنها، بوسیله تکنیکهای چگونگی کاهش تولید NOx که می تواند منجر به کاهش تشکیل سریع حرارتی NOx بدون اثر پایین آوردن بازدهی شوند، اندازه گیری می شود. ساختمان و ترکیب یک واحد جدید Coker در یک پالایشگاه نفت برای کاهش NOx در نظر گرفته شده است. برای رسیدن به کاهش مورد نیاز، پالایشگاه اقدام به احداث و اضافه نمودن گرم کننده های (heater) متعدد نفت خام با مشعلهای با NOx فوق العاده پایین نموده است. اضافه نمودن مشعلهائی برای کاهش NOx یک سلسله رقابت بی مانندی را برای مصرف کنندگان و فروشندگان مشعل ها پدیده آورده است. از آنجایی که عملکرد مشعلهای متعارف و معمولی در گرم کننده های فعلی رضایت بخش می باشد، نصب مشعلهای با NOx فوق العاده پایین می تواند بسبب انتشار فعل و انفعالات مشعل به مشعل به کوره رقابت بیشتر را ثابت کند. علاوه بر آن، این مشکلات معمولا تا زمانیکه مشعل های جدید نصب نشده اند، به چشم نمی آید. مدل سازی به یک ابزار حیاتی در طراحی و توسعه مشعل های NOx فوق العاده پایین امروزی در صنایع هیدروکربنی و فرایندهای شیمیائی تبدیل شده است. بعنوان یک تکنیک پیشرفته حل مشکل، مدل سازی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و جریان سرد فیزیکی بصورت موفقیت آمیزی در حل مسایل و مشکلات بوجود آمده با افزودن مشعل با NOx فوق العاده پایین مورد استفاده قرار می گیرد. در تحقیق و پژوهش حاضر توسط مهندسان (CFD)، ارائه دهندگان و فروشندگان مشعل، مدلسازی محفظه هوای با فشار فوق جو (تهویه اجباری) را پس از نصب جهت تعیین مشکلات احتمالی که در حالات واقعی بهره برداری استفاده کنندگام از کوره ها پدیده می آید، انجام گردیده است. پس از نصب، اپراتورهای کوره، با مسائل و مشکلات غیر منتظره همراه با شعله های با امواج و ضربانهای (جهش هایی) طولانی متناوب که به تیوبهای فرایند برخورد می نماید، مواجه شده اند. جریان هوای متغیر در محفظه هوا در فشار فوق جو مشعل، دهانه مشعل و کوره از جمله مسائل پدید آمده، اثبات شده اند. گروه مدل سازی فروشندگان مشعل هم از مدل سازی CFD و هم از مدل سازی فیزیکی برای تشخیص و برطرف کردن این مسائل و مشکلات ، بهبود و اصلاح بهره برداری از کوره های مصرفی و تامین یک شعله یکنواخت، آبی و تمیز مانند شکل شماره 1 کمک گرفته اند. علاوه بر آن، کار ارائه شده در اینجا، علاوه بر کار مدل سازی، کمک به بهبود و اصلاح بهره برداری کوره نیز می باشد.

کلیدواژه ها:

NOx ، ULNB ، LNB مدل سازی دینامیک سیالات محاسباتی ، CFD