O_2/CO_2气氛下甲烷燃烧中NO_x转化过程的CHEMKIN模拟

采用CHEMKIN中的PFR模型对CH4在不同气氛(O2/CO2和O2/N2)下的燃烧过程进行单程模拟来研究NH3的转化和NOx生成过程,并引入烟气再循环对其进一步模拟来研究实际富氧甲烷燃烧NOx排放机理。结果表明:富燃料燃烧时CO2气氛下的NOx排放比N2气氛高,贫燃料燃烧时2种气氛的NOx排放相当。CO2气氛下,引入烟气再循环后,过氧系数λ=0.7时,NOx排放比单程时降低95%;λ=1.2时比单程降低18%。烟气再循环是导致富氧甲烷燃烧低NOx排放的主要因素。     

O2／CO2煤粉燃烧对矿物质成灰行为的影响

通过乌兰木伦煤在高温沉降炉中的燃烧实验,研究了O2/CO2燃烧时煤中矿物质的成灰行为.通过对所生成灰样的详细分析,并和O2/N2气氛下煤灰特性比较,研究了O2/CO2燃烧对矿物质成灰行为的影响.结果表明,与O2/N2燃烧相比,O2/CO2燃烧对灰样中生成的主要矿物质物相未产生显著影响,但改变了它们的相对含量;煤粉在O2和CO2体积比R为1:4条件下燃烧时,亚微米颗粒的生成量在较空气燃烧时减少,而当O2和CO2体积比R为2:3时,亚微米颗粒的生成量较相同氧浓度的O2/N2燃烧时大幅度增加;燃烧气氛还显著地影响亚微米颗粒的元素组成.     

O2/H2O气氛下煤粉燃烧SO2生成特性

为了研究煤粉在O_2/H_2O气氛下SO_2的生成特性,选取3种特定含硫量和Ca/S摩尔比的煤粉,在沉降炉燃烧系统上对其在O_2/N_2、O_2/CO_2和O_2/H_2O 3种不同气氛下SO_2生成与煤灰自固硫特性进行研究。结果表明:神华煤SO_2排放质量浓度分别为120、125和129 mg/m~3、自固硫效率为26%、26.01%和25.29%,霍林河煤为153、145和160 mg/m~3以及35.65%、36.18%和35.43%,平顶山煤为1 007、1 071和1 064 mg/m~3以及18.54%、19.69%和19.6%,煤燃烧产生的SO_2以及煤灰的自固硫特性与燃烧气氛基本无关,与煤中硫的质量分数有关;含硫量越高的煤,SO_2排放越多;煤灰的自固硫作用并不随Ca/S摩尔比的增加而增加。     

O_2_CO_2气氛下煤燃烧产物的热力学分析

利用ASEPN PLUS软件平台对O2/CO2气氛下煤的燃烧产物进行了热力学模拟计算,计算中对煤在O2/CO2气氛下和空气中的燃烧产物进行了对比,研究在O2/CO2气氛下燃烧温度、过量氧系数φ对煤燃烧产物的影响。结果表明,煤在O2/CO2气氛下燃烧,形成的NOx量远低于空气气氛中的生成量;随温度和φ增大,NOx量增大;温度对SO2和SO3量的生成影响很小;当φ<1时,随φ增大SO2的量增大,当φ>1时,φ变化对SO2量影响不大;随φ增大,SO3有微量增长。计算表明应用ASPEN PLUS模拟煤的富氧燃烧是可行的。     

碳酸钙循环煅烧_碳酸化吸收CO_2的热力学分析

针对CaCO3的煅烧/碳酸化反应(CCR)循环吸收CO2的方法,基于ASPEN PLUS平台进行了热力学模拟.以增压循环流化床作为碳酸化反应器,采用O2/CO2气氛下燃烧的常压循环流化床作为煅烧炉.根据系统吉布斯自由能最小原理计算了当碳酸化过程中的平均转化率为0.7和新鲜吸收剂添加量为8 kg/s时,经过多次煅烧-碳酸化反应后系统脱碳效率为74%.排放烟气中的CO2浓度为5.3%及煅烧炉回收的CO2浓度为95.6%,并模拟出了排放烟气中的产物成分,得出了烟气再循环比例与O2/CO2体积比的关系.同时计算了不同平均碳酸化转化率时吸收剂的添加量与脱碳效率和排放烟气中CO2体积浓度的关系.     

H_2O对CO在0.5%PdZrO_2/γ-Al_2O_3上催化燃烧特性的影响

以0.5%PdZrO_2/γ-Al_2O_3为催化剂,在所搭建的比例积分微分控制(PID)多功能实验装置上进行CO催化燃烧基础特性实验,分析了H_2O对CO转化率的影响,以及H_2O体积分数的变化对CO转化率和CO催化燃烧反应时间的影响.结果表明:H_2O的加入大幅提升了CO在催化剂上的起燃温度和燃尽温度,增大了CO催化燃烧反应所需的活化能,且随着H_2O体积分数的增大,CO起燃温度和燃尽温度逐步升高;CO转化率随H_2O体积分数的增加逐渐降低;CO反应稳定所需时间随H_2O体积分数的增大而增加;H_2O的存在降低了催化剂的活性,抑制了催化燃烧的进行.     

O2/CO2气氛添加CaCO3对徐州烟煤PM2.5排放的影响

采用管式炉研究了在O2/CO2气氛下添加CaCO3对PM2.5(空气动力学直径小于2.5,μm的颗粒物)排放特性的影响.试验采用荷电低压撞击器(ELPI)采集和分析燃烧后的PM2.5.结果表明,添加CaCO3是燃烧过程中影响PM2.5生成的重要因素.添加CaCO3后,生成PM1的数密度和质量浓度均降低,而PM1-2.5的数密度和质量浓度均略有增加,PM2.5粒径分布均呈双峰分布,峰值点分别出现在0.2,μm和2.0,μm左右.随着CaCO3添加质量分数的增加,PM2.5中的S、Pb、Cu、Na和K几种元素的浓度呈下降趋势.     

增压条件下石灰石固硫机理实验研究

增压燃烧条件下石灰石固硫特性研究是PFBC洁净燃烧的重点课题之一，在较高CO2分压条件下，石灰石不易发生煅烧分解，从而导致增压条件古石灰石固硫机理不同于常压燃烧条件下的固硫机理，本文在增压实验台上对增压条件下石灰石固硫特性进行了实验研究，并采用JXA－80扫描电镜对试样进行了微观检测分析，确定了固硫的媒质。     

生物质灰在流化床燃烧中的固硫特性研究

生物质灰分中碱性金属氧化物含量高,能通过燃烧调整,使灰在燃烧过程中固硫,降低SO2排放。研究选取4种生物质,利用小型燃烧实验系统揭示了各生物质在不同燃烧温度下的固硫特性。研究发现4种生物质都在燃烧温度达到820℃时使SO2最大排放浓度达到最高。玉米芯在720℃时的SO2最大排放浓度呈现最低,为820℃时的23.7%。玉米秆、木屑、麦秆都在670℃时的SO2最大排放浓度呈现最低,分别为820℃时的63.2%、20.3%、20.9%。670~920℃范围内,生物质的固硫率为10.93%~89.20%。温度670~720℃时,生物质的固硫率较高,达44.15%~89.20%。     

O2/CO2气氛下煤粉燃烧反应动力学的试验研究

在热重分析仪上进行了模拟空气气氛及不同O2浓度(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并进行了动力学分析.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,在相同O2浓度的条件下,O2/CO2气氛下煤粉燃烧速率低,燃尽时间长;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,可燃性指数及燃尽指数明显提高;O2/CO2气氛下煤粉燃烧基本属于一级反应,动力学参数随燃烧气氛与煤质变化的不同有较大差异.     

生物质型煤固硫规律的研究

提出生物质型煤的固硫机理,分析了真高效固硫的原因。通过燃烧固硫试验,得出实验燃烧过程中Ｃａ／Ｓ、过量空气生物质种类及温度等在硫效果的影响规律,并给出对生物质型煤实际燃烧中固硫控制有实用价值的结论。     

空气分离_烟气再循环技术基础研究进展

分离回收矿物燃料燃烧产生CO2的技术被认为是近期内减缓CO2排放的较为可行的措施。在众多CO2分离回收技术中,空气分离/烟气再循环技术(O2/CO2燃烧技术)具有明显的优势和较强的应用前景。本文介绍了全球CO2的排放情况,总结了空气分离/烟气再循环技术的提出背景和研究现状,并重点阐述了O2/CO2气氛下煤粉燃烧及各种污染物(SO2、NOx及超细颗粒物)的排放特性,指出了目前研究的不足之处和存在的问题。O2/CO2气氛下煤粉燃烧速率低,火焰发暗且燃烧不稳定,污染物生成及钙基脱硫剂的脱硫规律与传统方式存在明显差异,研究O2/CO2气氛下煤粉的燃烧特性及多种污染物的协同控制机理,将是今后工作的重点。     

O2/CO2粉煤燃烧技术的过程分析及烟气排放控制Q

目前减少CO2排放潜力较大、可行性较好的CCS、IGCC都离不开CO2的捕集技术。新型O2/CO2粉煤燃烧技术可以将排放烟气中的CO2浓度提高到95%,并使高温烟气回流,减少热量损失,同时又减少SO2、NOx等污染物的排放。与传统的O2/N2煤燃烧技术相比,O2/CO2粉煤燃烧技术增加了空气分离装置和烟气循环回流工艺。燃烧反应器中的主要反应包括有机物的燃烧反应、矿物质的氧化反应、脱硫剂的硫化反应等。高温烟气循环代替空气参与煤的燃烧反应能够减少能量损失,但减少的部分并不等于原有工艺排放的高温N2所带走的热损失,模型求解为Q=QA-QB。O2/CO2粉煤燃烧技术的主要优势体现在CO2高浓度捕集和液化储存环节,液化电耗约只有3%的下降,而传统技术液化电耗则可下降约27.8%左右,再加上减少的热损失,其经济性更加明显。O2/CO2粉煤燃烧技术可以对O2流量进行控制,使得不同质量的煤都得到充分燃烧。同时能够根据要求控制反应过程中排放的CO2、SO2、NOx中任意单个污染物的摩尔百分含量,通过求解目标函数f=f（XCO2,XSO2,XNOx,XCO,XH2O,…）,使其达到最优值。     

一维炉内SO2的生成与喷钙脱硫规律的研究

以高含硫的铜川煤为实验对象，在一维炉燃烧实验台上进行了燃煤SO2排放与喷钙脱硫的实验研究。实验结果表明，煤的燃烧过程中在不同机理的作用下发生了两次SO2与SO3的相互转化，表现为SO2的浓度降低后又上升；而在喷钙脱硫过程中SO2浓度单调递增；石灰石对SO2析出的抑制率与未喷钙的SO2浓度呈明显的正相关关系。图3表2参3     

富氧气氛下循环流化床煤燃烧试验研究

在O2／CO2气氛和O2／N2气氛下,对氧浓度为21％～35％的循环流化床进行了煤燃烧的试验研究,比较了不同气氛下的煤燃烧特性和炉内温度分布以及NOx、NO2的排放规律和脱硫效率．试验显示富氧气氛下煤能够稳定燃烧,循环回路通畅;给煤量一定,随着试验气氛中氧含量的增加,燃烧效率逐渐增高．O2／CO2气氛下的燃烧效率略低于相同氧含量的O2／N2气氛下的燃烧效率;随着试验气氛中氧含量的增加,NOx排放量增加,SO2排放量略有减小,石灰石脱硫效率略有提高．     

湿法烟气脱硫喷淋塔的实验与反应模型研究

建立了石灰石/石膏湿法烟气脱硫喷淋塔实验台,实验研究了重要的操作参数对喷淋塔脱硫效率的影响规律。实验结果表明,提高液气比和浆液pH值、降低烟气温度和烟气速度、降低入口烟气的SO2浓度以及强制氧化均可以提高脱硫效率。将喷淋浆液分成喷淋液滴和塔壁液膜两种存在形式,并分别建模,喷淋液滴的脱硫过程采用Gerbec液滴脱硫模型计算,将塔壁液膜的流动分为层流和波动层流两种状态,发展出了新的喷淋塔脱硫反应模型。模型计算结果表明,相对于Gerbec液滴模型,本文的模型计算结果与实验数据吻合得更好。     

O2/CO2气氛下炉内煤粉切圆燃烧数值研究

对某电厂600 MW切圆燃烧锅炉进行了O2/CO2气氛下炉内流动、传热和燃烧过程的数值研究。结果表明:在O2/CO2气氛下,随着氧气摩尔浓度的增加,炉内温度升高,高温区变大,对煤粉的着火燃烧有利;但考虑到燃烧器安全和水冷壁结渣,氧气摩尔浓度不能太高,对燃用文中煤质的锅炉其极限摩尔浓度在40%至45%之间。O2/CO2气氛对现有切圆燃烧锅炉的上层燃烧器煤粉的燃烧影响较小,对下层燃烧器煤粉的燃烧影响较大。与空气气氛煤粉燃烧相比,炉内火焰中心上移,且在氧气摩尔浓度不太高时,炉内温度分布特性有利于防止水冷壁的结渣。     

石灰石_石膏湿法烟气脱硫过程的试验研究

利用所建立的并流有序降膜式湿法脱硫装置,对石灰石-石膏湿法烟气脱硫过程进行了试验研究。试验结果表明:沿烟气行程上,脱硫率上升趋势逐步减弱,脱硫率较高时,再提高脱硫率,吸收段高度或液气比要大幅增加,火电厂机组在确定脱硫系统脱硫率时,应有适当选择;脱硫浆液pH值下降,且在吸收塔入口至0.5 m范围内,浆液pH值下降迅速,而后下降变缓;浆液中石灰石含量下降趋势逐步增强;同时浆液中Ca2 、六价硫S6 及四价硫S4 浓度均增加,Ca2 、S6 浓度增加使得石膏过饱和度有所增加。     

循环浆液pH值对湿法烟气脱硫过程的影响

1引言湿法烟气脱硫是目前世界上应用最广泛、技术最成熟的脱硫技术[1]。现阶段我国大型火电机组以引进湿法脱硫技术为主。值得重视的是,我国在引进湿法脱硫技术后,应注意对技术的消化、吸收及改进,应加大对湿法烟气脱硫过程的基础研究力度,加深对脱硫过程的了解[2]。对于石灰石     

基于HSC计算的煤焦油化学链热裂解反应优化

以流化床装置中煤焦油化学链热裂解制取炭黑条件为参照,进行了煤焦油化学链热裂解制炭黑反应的数值计算。对比分析了不同载氧体类型以及同一载氧体不同掺混比例下的炭黑收率和能量利用率。结果表明:采用Fe/Al复合载氧体时与其他载氧体相比,炭黑收率更高,并且能达到较高的能量利用效率;Fe/Ni复合载氧体更适用于气化。虽然模拟结果与实验数据有所偏差,但模拟结果对煤焦油化学链热裂解制炭黑反应工况的优化具有参考作用。