[发明专利]一种玻璃熔窑中氮氧化物生成量的预测方法

权利要求书

1.一种玻璃熔窑中氮氧化物生成量的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据玻璃熔窑炉型建立玻璃熔窑火焰空间的三维物理模型，并确定燃料及其相关的初始条件与边界条件；所述初始条件包括燃料的入炉温度、燃料的工业分析、元素分析及发热量数据、助燃空气的入炉温度、燃料用量及燃烧的平均空气过剩系数；

边界条件包括玻璃熔窑小炉口处的助燃空气与燃料喷入的速度、燃料喷入的角度、小炉烟气出口处的压力、胸墙和碹顶的散热量以及玻璃液面的传热或温度分布；

2)对火焰空间的三维物理模型进行数值模拟计算，建立玻璃熔窑火焰空间内的温度场和气流场；

3)基于步骤2)建立的温度场和气流场，根据热力型、燃料型和快速型氮氧化物的生成机理，计算玻璃熔窑火焰空间内氮氧化物浓度分布；

4)基于步骤3)的计算结果，统计分析得到玻璃熔窑内氮氧化物的浓度随温度的变化曲线，并拟合得到其函数表达式，依据玻璃熔窑内温度场的模拟计算结果，计算火焰空间内不同温度等值面的积分面积，拟合得到各温度等值面的积分面积与温度的函数关系；

5)利用实际玻璃熔窑氮氧化物的浓度测量值对步骤4)中的氮氧化物浓度随温度的变化曲线进行校正，得到玻璃熔窑内氮氧化物浓度随温度变化的基准曲线；

6)获取玻璃熔窑内的平均温度，根据基准曲线预测获得璃熔窑内氮氧化物的生成量，即在基准曲线上找到平均温度对应的氮氧化物的浓度值，作为玻璃熔窑火焰空间内产生的氮氧化物浓度的预测结果。

2.根据权利要求1所述的玻璃熔窑中氮氧化物生成量的预测方法，其特征在于，所述步骤4)中统计分析得到玻璃熔窑内氮氧化物的浓度随温度的变化曲线，并拟合得到其函数表达式具体如下：

基于模拟计算的结果，统计出玻璃熔窑火焰空间内最低温度T_min、最高温度T_max及不同温度的各温度等值面的积分面积，进而计算出各温度等值面上的氮氧化物的浓度值，将统计与计算结果进行作图拟合即得到氮氧化物浓度及温度等值面面积随温度的变化曲线，根据氮氧化物浓度随温度的变化曲线拟合得到函数C_NOX＝f(T)。

3.根据权利要求1所述的玻璃熔窑中氮氧化物生成量的预测方法，其特征在于，所述步骤5)对氮氧化物浓度随温度的变化曲线进行校正，具体如下：

5.1)对温度等值面面积随温度的变化曲线在最低温度T_min至最高温度T_max范围内进行积分，得到玻璃熔窑火焰空间内所有温度等值面的总面积；

5.2)确定各温度下氮氧化物生成量的权重：通过该温度下的温度等值面的积分面积所占璃熔窑火焰空间内所有温度等值面的总面积比例确定；

5.3)将各温度下氮氧化物生成量的权重乘以对应温度下的氮氧化物浓度值，并在最低温度T_min至最高温度T_max范围内进行积分，计算得到玻璃熔窑内氮氧化物的计算平均浓度

5.4)利用实际测量得到的玻璃熔窑小炉口处的氮氧化物的实际浓度及计算得到的氮氧化物的计算平均浓度对玻璃熔窑内氮氧化物的浓度随温度的变化函数进行校正，得到玻璃熔窑内氮氧化物随温度变化的基准曲线函数为

4.根据权利要求1所述的玻璃熔窑中氮氧化物生成量的预测方法，其特征在于，所述步骤6)中玻璃熔窑内的平均温度通过实测或者计算获得。

5.根据权利要求4所述的玻璃熔窑中氮氧化物生成量的预测方法，其特征在于，所述步骤6)中玻璃熔窑内的平均温度计算方法如下：

在最低温度T_min至最高温度T_max范围内对温度等值面面积与温度的乘积进行积分，而后除以熔窑火焰空间内的温差，即利用此计算值在等温面面积随温度变化曲线上找到对应的温度值T₀，即为玻璃熔窑火焰空间内的平均温度。

6.根据权利要求1所述的玻璃熔窑中氮氧化物生成量的预测方法，其特征在于，所述步骤5)还包括以下步骤：

将玻璃熔窑内氮氧化物随温度变化的基准曲线及其对应的燃料种类、助燃空气的入炉温度、燃料燃烧平均空气过剩系数保存到玻璃熔窑氮氧化物随温度变化的基准曲线库中，所述基准曲线库用于根据对应的燃料种类、助燃空气的入炉温度、燃料燃烧平均空气过剩系数快速获得对应的玻璃熔窑内氮氧化物随温度变化的基准曲线，并结合玻璃熔窑内的平均温度进行璃熔窑内氮氧化物的生成量预测。