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| 氢燃料热替代率对水泥分解炉燃烧特性的数值模拟研究 |
| 曲齐齐，房晶瑞，马腾坤，陈 阁 |
| 中国建筑材料科学研究总院?绿色建筑材料国家重点实验室 |
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| Numerical simulation study on combustion characteristics of cement decomposition furnace with hydrogen fuel thermal substitution rate |
| QU Qiqi, et al |
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摘要 为推动水泥行业绿色低碳转型，采用绿色替代燃料降低水泥熟料煅烧过程中的碳排放已成为关键技术路径。氢能作为一种新型零碳燃料，因其清洁高效特性，在水泥工业中的应用前景备受关注。本研究基于计算流体力学方法，针对某5 000 t/d水泥生产线的分解炉，建立了三维全尺寸数值模型，系统探究了氢燃料在不同热替代率（TSR=0%~50%）条件下，对炉内流场分布、污染物排放及燃烧热效率的影响规律。研究结果表明：氢燃料替代是实现水泥分解炉CO2深度减排的有效途径，当氢替代比例由5%增至50%时，CO2减排量相应由1.94 t/h增至14.09 t/h。氢替代对NO排放的影响呈现双重性：尽管在20%替代比下热力型NO生成出现峰值，但燃料型NO的抑制效应始终占据主导，使得NO总排放量随替代比升高呈单调递减趋势。此外，高比例氢替代可显著提升燃烧效率，使燃料燃尽率提高7.16%，未燃尽CO浓度最大降幅达97.32%；然而，现行氢燃料入射方式对改善炉内温度场均匀性的作用有限，其优化是未来研究的重点。
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出版日期: 2026-02-28
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2026, Vol. 0 
