作者：韩建军1曾健华1曹志强2王静1陈淑勇2,3刘超1李路瑶1,4

作者单位：1. 武汉理工大学,硅酸盐建筑材料国家重点实验室2. 中建材玻璃新材料研究院集团有限公司3. 玻璃新材料创新中心(安徽)有限公司 4. 武汉理工大学信息学院

刊名：硅酸盐学报

ISSN：0454-5648

出版年：2023-07-06

卷：51

期：9

起页：2179-2187

止页：

分类号：TQ171.623

语种：中文

关键词：玻璃熔窑;氢气;燃烧过程;仿真;

内容简介

推动硅酸盐材料制造过程的低碳排放对于实现碳达峰、碳中和总体战略目标意义重大。本工作以平板玻璃窑炉为基础，采用数值模拟方法开展氢能在玻璃窑炉中应用的基础研究。分析采用天然气/氢气混合燃料对玻璃窑炉燃烧空间温度场/速度场分布、燃烧生成烟气成分的影响，预测氢能在玻璃窑炉中应用的可行性。结果表明，采用天然气/氢气混合燃料为玻璃液熔化提供能量，可以保证玻璃窑炉温度制度稳定。采用天然气/氢气混合燃料供能，燃料燃烧速率加快，释放热量集中，掺氢体积比为20%及以上时，燃烧形成的火焰长度会明显缩短，而热烟气在窑炉内停留时间延长。对比基础窑炉，采用掺氢比例40%的燃料，窑炉总烟气排放质量减少了4.13%,CO2排放质量减少了12.50%，烟气中NOx浓度由1 093 mg·Nm–3 (干燥，8%O2条件下)增加至1 282 mg·Nm–3 (干燥，8%O2条件下)。为推动氢能在硅酸盐制造领域的应用还需开展燃烧系统设计、耐火材料侵蚀等方面研究，以解决氢能在大型窑炉中应用存在的问题。