流化床富氧燃烧技术的研究进展

流化床富氧燃烧技术可以更有效地收集CO2,还能减少NOx排放,是一种很有潜力的综合控制燃烧污染物排放的新型洁净燃烧技术。介绍了国内外对流化床富氧燃烧的燃烧机理、经济性以及氧气浓度对CFB锅炉设计影响的研究现状,指出了存在的问题,并对下一步工作给出了建议。     

300 MW机组四角切圆煤粉炉空气与富氧燃烧对比模拟研究

富氧燃烧作为一种清洁能源技术可用于锅炉改造,从而降低污染物排放,回收CO2。为研究空气气氛下和富氧环境中炉膛燃烧的不同,采用数值模拟方法研究了亚临界300 MW机组四角切圆煤粉炉炉膛内燃烧的传热特性。通过调整O2体积分数、进入炉膛的烟气比率以及一次风和二次风量,可以得到和空气气氛下燃烧相近的火焰温度。研究了7种工况下的炉膛流场、温度场、O2、CO2、CO体积分数分布,以及它们在炉膛横截面平均体积分数随炉膛高度变化。模拟结果表明:不论是在富氧燃烧还是空气气氛下燃烧,炉膛内的流场分布相似,但是在同样的O2体积分数下下,将N2替换为CO2后会使炉膛内温度下降,火焰中心下移;增加O2体积分数可以改善传热特性,增加煤粉燃烧的稳定性。     

O2/CO2气氛下燃煤SO2排放特性的实验研究

在沉降炉实验台上通过在线烟气分析仪考查了燃煤烟气的组成以及燃烧气氛、CO2浓度、温度和燃料/氧气化学当量比对SO2的排放规律。结果表明,相同操作条件下O2/CO2燃烧可获得高达80%左右的CO2浓度,但烟气中CO含量明显高于O2/N2气氛下燃烧时的情况。高浓度CO2的存在使得SO2的排放较常规燃烧方式下有所降低,并且随着气氛中CO2浓度的增加呈递减趋势,但随着燃烧温度的升高,煤粉燃尽程度的增加以及其余含硫物相向SO2的转化使得其排放浓度逐步增加。在2种气氛下,SO2的释放浓度在贫燃料区随燃料/氧气化学当量比f的增加而增加,而在f大于1.2的富燃料区随燃料/氧气化学当量比的增加而降低。     

O2/CO2气氛煤粉燃烧特性试验研究

O2/CO2燃烧技术是一种可分离回收CO2的新型燃烧技术，其燃烧机理与常规空气气氛燃烧存在着较大的差异。为此，该文在热重分析仪上进行了模拟空气气氛及不同O2浓度(j(O2)=21%、30%、40%、80%)的O2/CO2气氛下3种不同品质煤粉(龙岩无烟煤、贵州烟煤、元宝山褐煤)的燃烧特性试验，确定了3种煤粉的燃烧特征参数及综合燃烧性能指数。试验结果表明，O2/CO2气氛下煤粉的燃烧分布曲线与O2/N2气氛下有明显不同，相同O2浓度的条件下，O2/CO2气氛下煤粉燃烧速率低，燃尽时间长。在O2/CO2气氛下随着O2浓度的增加，燃烧DTG曲线向低温区偏移，着火温度及燃尽温度降低，燃尽时间缩短，煤粉综合燃烧特性指数增大，表明提高O2浓度可改善O2/CO2气氛下煤粉的燃烧特性。     

燃煤O2/CO2循环燃烧过程中SO2与NOx协同脱除的中试研究

由于温室气体影响导致的全球变暖和气候变化日趋严重,温室气体CO2的捕集和封存作为一个缓解气候变化潜在的技术越来越引起全世界的关注。O2/CO2循环燃烧被认为是一种效率高、风险小的CO2捕集方式。该文采用高硫(2.235%)的贫煤,在0.3 MW中试台架上,对O2/CO2、O2/CO2喷钙和O2/CO2循环燃烧喷钙等3种工况进行了SO2和NOx协同脱除的研究。以空气气氛下的燃烧排放作为基准。研究表明：在高CO2气氛下,喷钙脱硫的效率得以显著提高,同时NOx的脱除效率也有明显提高;在O2/CO2 循环燃烧喷钙的工况下,脱硫效率达96%,脱硝效率达89%,尾部烟气中SO2、NOx排放满足国家火电厂大气污染物排放标准的要求。     

采用O2/CO2燃烧方式的锅炉热效率计算与分析

介绍了O2/CO2燃烧方式的技术特点,采用ASME PTC 4-1998中计算锅炉热效率的热损失法对某电站300 Mw机组锅炉在O2/CO2和空气气氛下的各项热损失和锅炉热效率进行了计算比较.结果表明,采用O2/CO2的富氧燃烧技术可明显提高锅炉热效率,而且烟气中高浓度的CO2降低了分离回收CO2的成本.另外,通过对比不同氧气浓度下的锅炉热效率,表明采用O2/CO2燃烧方式时,O2的容积百分数不宜大于30%.     

O2/CO2气氛下燃煤NO排放特性的实验研究

在沉降炉上通过在线烟气分析仪研究了燃烧气氛、CO2浓度、温度及燃料/氧气化学当量比对O2/CO2气氛下燃煤NO排放的影响规律。结果表明,O2/CO2气氛下NO的排放浓度总小于O2/N2气氛下的情况,在无烟气再循环的情况下降幅约为20%~40%。2种气氛下NO的沿程析出均表现出类似的规律,但因煤质而有所不同。随着进气中CO2浓度的增加,NO的排放浓度呈现降低的趋势。与21%O2/ 79%Ar气氛下相比,21%O2/79%CO2气氛下NO排放浓度的降幅在30%~50%。随着温度的增加,2种气氛下NO的排放浓度均增加。随着燃料/氧气化学当量比(f)的增加,NO排放浓度呈现出先增加后降低的趋势,其最大排放浓度均出现在f=0.8左右;在f远大于1的富燃料区,2种气氛下NO的排放浓度基本可以降到一致的水平。     

O2/CO2和O2/N2气氛下不同煤种的热解与燃烧试验研究

采用热重-质谱联用仪分别研究了3种煤在O2/N2和O2/CO2气氛下的热解和燃烧特性.结果表明,与N2气氛相比,CO2气氛下煤粉的热解过程可分为水分的蒸发、挥发分的释放以及较高温度下煤焦与CO2的气化反应;随燃烧气氛中氧浓度的增加,煤粉的TG-DTG曲线移向低温区,着火温度和燃尽温度降低,煤粉综合燃烧特性指数增大;在相同的燃烧气氛及氧浓度下,PRB次烟煤的着火温度和燃尽温度明显低于Illinois烟煤和Utah烟煤.     

O2/CO2燃烧技术研究进展1:燃烧与传热特性

O2/CO2燃烧技术不仅能实现CO2的大规模捕集,而且能大幅度降低NOx排放,并使得SO2的处理更加容易,被认为是一种接近于零排放的洁净煤燃烧技术.介绍了O2/CO2燃烧技术的研究进展,描述了O2/CO2燃烧技术在燃烧特性和传热特性方面的研究现状及存在问题,并在此基础上总结了该技术尚待进一步解决的问题,以及今后的研究方向.     

O2/CO2与空气对燃煤汞形态分布的影响

为研究O2/CO2和空气燃烧方式对汞形态分布影响的差异,借助管式试验炉,对空气和O2/CO2 2种气氛下对4个煤种分别在600、800、1 000 ℃下进行了堆燃。燃烧过程中烟气的汞排放,采用Ontario Hydro方法进行吸收测试,比较了O2/CO2和空气气氛下的汞形态分布特点。试验结果表明,在相同温度下,与空气燃煤相比,煤粉在O2/CO2气氛下燃烧单质汞含量升高,二价汞含量降低。随着反应温度的升高,这两种气氛下单质汞的含量均逐渐降低,而二价汞的含量逐渐升高。同时在相同温度和反应气氛下,不同煤种汞形态分布不同,含硫量高的煤燃烧烟气中二价汞的含量比低硫量的煤高,而单质汞的含量比含硫量低的煤要低。而煤粉充分燃烧时,温度和煤种对于4种燃烧气氛下灰分中残留汞元素含量产生较小影响。     

神华煤低氧燃烧效果及应注意的问题

根据神华煤的燃烧性能,确定了合适的低氧燃烧方式.在台山电厂600 MW 2号机组锅炉进行的神华煤低氧燃烧试验结果显示,低氧燃烧使锅炉效率提高,NOx排放量减少.但是,试验也表明低氧燃烧需采取相应的防渣措施.     

循环流化床燃煤锅炉的SO2和Nox排放的试验和数值计算

文中采用数值模拟和试验相结合的方法来研究煤种对循环流化床燃烧(CFB)燃烧SO2和NOx排放的影响。在1．5MWth CFB试验台上分别做了5种煤燃烧的SO2和NOx排放试验,根据所建CFB锅炉脱硫脱氮数学模型和已建与煤种相关的CFB锅炉总体数学模型,对该试验台炉膛内5种煤SO2和NOx的生成和脱除进行数值模拟,其结果和试验结果吻合良好。结果表明,煤种决定CFB锅炉脱硫效率及SO2和NOx的排放。     

谏壁发电厂锅炉分层燃烧探索与实践

介绍了国电谏壁发电厂锅炉在掺烧低灰熔点煤的实践中总结出的燃煤分层燃烧技术,并指出了分仓加煤、分层燃烧应注意的问题。近一年的应用实践表明,燃煤分仓分层燃烧完全能满足锅炉各种工况运行要求,同时也确保了锅炉的安全经济运行。     

670 t/h循环流化床锅炉燃烧系统的数值模拟

针对670t/h循环流化床锅炉(CFB)设计,在已经建立的整体数学模型的基础上,模拟计算了若干不同部件布置方案和两种不同设计方案。通过分析数值计算结果发现,旋风分离器后燃比率、外置换热器入料比率和流化床冷渣循环回料率对CFB炉膛温度的分布均有影响,且两种设计方案都可以满足炉膛温度要求和排放标准。     

循环流化床锅炉超低排放技术研究

循环流化床（CFB）锅炉能够比较清洁地燃烧各种固体燃料,但其如何适应新的国家环保标准,实现SO₂及NO_x污染物的超低排放,需作进一步研究。结合CFB锅炉工程实例,根据煤折算硫分的高低和挥发分高低,分别提出了CFB锅炉深度脱硫及脱硝的技术方案,并对关键技术进行了分析讨论。研究结果表明：针对不同煤种采取相应措施后,CFB锅炉SO₂排放值可小于100 mg/m³,NO_x排放值可稳定在100 mg/m³以下;对于烟煤等高挥发分煤种,若结合SNCR技术, CFB锅炉NO_x排放值可达到小于50 mg/m³的超低排放水平。     

煤及煤灰消解技术综述

对常用的煤和煤灰中元素检测的消解方法如溶解法、熔融法和燃烧法的基本原理及在煤炭检验中的应用情况进行了综述。介绍了微波消解技术用于煤元素检测的研究进展。相比于传统的溶解法、熔融法和燃烧法,微波消解技术对样品的消解时间大大缩短,并且可一次处理多个样品,使检测效率大幅提高。     

淮南煤的燃烧特性及其在电站锅炉应用前景研究

利用沉降炉和热分析方法对淮南矿业集团代表性煤样进行了着火、燃尽、结渣、排放特性研究,并分别在300MW和600MW机组锅炉进行了煤种适应性试验。试验表明,淮南煤具有容易着火、燃尽、不易结渣、极低SO2和低NOx排放的特性,非常适合大型乏气送粉燃煤锅炉的燃用。对于东部省区电厂而言,淮南煤是一种低煤价、低排放、高经济性和安全性的煤种。     

循环流化床锅炉掺烧混合燃料的研究与探讨

结合兖矿国宏化工公司2台160t/h循环流化床锅炉(CFB)掺烧弛放气、煤泥、洗中煤、矸石、气化炉灰渣等混合燃料的运行经验,分析掺烧混合燃料时炉膛负压、料层厚度、主蒸汽温度、排烟温度等参数的运行特点,以及包括锅炉除渣系统、受热面磨损、给煤系统、除灰输灰系统的运行维护措施。经验可为CFB锅炉掺烧混合燃料,实现废物综合利用提供一定借鉴。