烟气再循环在煤粉工业锅炉上的数值模拟研究

为考察烟气再循环对工业煤粉锅炉NOx排放及炉内燃烧过程的影响,对30 t/h高效煤粉双锅筒室燃工业锅炉进行研究。采用数值模拟和试验研究,考察烟气再循环的低氮效果,分析烟气循环倍率对NOx排放浓度的影响,并研究循环倍率对炉膛温度、排烟温度等炉况的影响规律。结果表明:循环烟气通入炉内,火焰尺寸增大,温度更加均匀,减少了NOx的排放浓度;同时随着循环烟气的加大,排烟温度逐渐升高,蒸汽流量逐渐降低;当烟气循环倍率为20%时,NOx减排17%。     

基于多层烟气再循环技术的链条锅炉NO_x排放研究

为了研究多层烟气再循环技术对链条锅炉NO_x排放的影响,在1台70 MW链条炉排热水锅炉中,采用上、中、下多级配风的烟气再循环技术进行NO_x排放改造。研究不同烟气再循环比率和不同循环烟气通入炉内位置对NO_x排放的影响。结果表明:当烟气再循环率为15%时,采用上、中、下多级配风式烟气再循环技术,链条炉的NO_x排放可达到最优,最高脱硝效率达20.3%。试验表明多级烟气再循环配风方式明显优于仅底部喷风,可有效降低NO_x排放。     

SNCR/烟气再循环协同脱硝技术研究

短期内煤炭作为我国主要能源的现状不会改变。由于煤燃烧会释放大量NO_x,造成严重的环境污染,因此煤炭燃烧过程中的NO_x控制至关重要。链条锅炉作为我国工业应用最为广泛的燃煤锅炉之一,是降低NO_x排放的重点对象,尤其在新实施的GB 13271—2014《锅炉大气污染物排放标准》中规定重点地区锅炉NO_x排放值不得高于200 mg/m~3后,链条炉低氮燃烧和NO_x脱除技术受到广泛关注。为降低链条锅炉NO_x排放,满足国家环保要求的同时,降低企业运行维护成本,提高企业经济效益,以西安高新区某供热站4×75 t/h链条锅炉为研究对象,进行烟气再循环与SNCR耦合低氮燃烧NO_x脱除技术改造研究。研究了SNCR与烟气再循环耦合低氮燃烧系统参数,如烟气再循环率,再循环烟气一、二次风室送入比例,氨氮摩尔比,锅炉负荷变化等脱硝系统参数对NO_x脱除效率及链条炉燃烧特性的影响,确定了烟气再循环与SNCR技术耦合脱硝的最佳运行参数,结果表明:SNCR耦合烟气再循环低氮燃烧技术能有效降低链条锅炉NO_x排放。烟气再循环率为16%～18%,再循环烟气一次风室送入比例为82%,氨氮摩尔比为0.78时,SNCR耦合烟气在循环脱硝系统可达最佳脱硝效率。此时SNCR耦合烟气再循环联合脱硝效率可达到56%,SNCR单独运行脱硝效率可达40%,NO_x实际排放可从250 mg/m~3降至110 mg/m~3,远高于国家NO_x排放标准。     

低氮燃烧技术在煤粉工业锅炉上的应用

为研究空气分级技术在煤粉工业锅炉上的低氮效果,在40 t/h蒸汽锅炉上进行了煤粉分级配风低氮燃烧试验,研究了锅炉负荷、分级配风比例和分级配风方式等条件对NO_x生成的影响。结果表明:未分级配风时,锅炉NO_x初始排放质量浓度随锅炉负荷增大而升高,低氧配风燃烧方式的低氮效率可达15%;分级配风能降低锅炉NO_x初始排放质量浓度,分级配风比例为45%时,烟气中NO_x初始排放质量浓度为175 mg/m3,CO含量72×10-6;分级配风位置越靠近炉膛出口,低氮效果越明显;为达到理想低氮效果,分级配风应有足够动量,以保证充分混合;合理的三次风配风方式对锅炉的燃烧影响较小,锅炉热效率降低幅度0.5%。因此,合理的空气分级配风技术用于煤粉工业锅炉上,可在基本不影响锅炉效率的条件下达到降低锅炉NO_x初始排放的目标。     

耐火材料燃气窑炉的氮氧化物减排技术研究

为降低工业燃气窑炉的NO_x排放浓度,寻找适合耐火材料燃气窑炉的氮氧化物减排的解决方案,开展了对实验室1 m~3高温梭式窑(1 800℃)和生产企业的耐火材料燃气高温隧道窑的低氮氧燃烧技术与烟气干法催化吸附的试验研究,以及对烟气组成的实测与分析。结果表明:采用低NO_x预混型高速燃烧器可从源头减少NO_x生成,燃烧产物喷出速度在100 m·s~(-1)以上,能显著降低高温燃气窑炉NO_x排放浓度,实现过程减排(减排量40%),减除投资和运行费用较高的烟气脱硝负担;对于使用温度1 400℃以下的燃气窑炉使用此技术NO_x排放浓度100 mg·m~(-3);对于使用温度1 400℃以上的燃气窑炉通过源头控制、过程减排,使烟气中NO_x显著降低,末端治理再采用无机复合固体吸附剂干法催化吸附技术,可以在相对比较低的投入条件下取得理想的减排效果,NO_x排放浓度50 mg·m~(-3),实现了NO_x超低排放的要求。     

工业燃煤链条排炉烟气净化的工业实验及分析

介绍了20 t/h工业锅炉烟气净化的168 h工业实验,对不同热工负荷的工况实验进行对比,结果表明:在锅炉排烟温度120~135℃的工况下,SO_2脱除率95%,NO_x脱除率80%,PM脱除率60%,验证了其作为工业锅炉烟气深度净化技术的可行性。     

煤粉工业锅炉空气深度分级数值模拟研究

为了研究空气分级低氮燃烧技术对煤粉工业锅炉NO_x初始排放浓度的影响规律,针对煤科院40 t/h煤粉工业锅炉采用数值模拟的方法探讨了空气分级深度对锅炉燃烧及NO_x初始排放浓度的影响规律,并通过工程试验验证了模拟结果的准确性。研究结果表明:随着三次风比例由0增至50%,双锥燃烧器出口平均温度由980 K上升至1 530 K,且温度分布更加均匀;双锥燃烧器出口气流流速降低约10 m/s;锅炉NO_x初始排放浓度由空气不分级工况下的697 mg/m~3降至三次风30%工况下的424 mg/m~3,降幅约39%。工程试验表明,三次风比例为30%时,NO_x初始排放浓度为409 mg/m~3,与数值模拟结果相差小于5%,数值模拟较好地预测了锅炉燃烧及NO_x排放情况。空气深度分级低氮燃烧技术可有效降低煤粉工业锅炉NO_x初始排放浓度。     

焦炉加热制度与NO_x排放相关性探讨

简要介绍7m大容积焦炉加热制度特征,针对焦炉废气盘风门开度、交换时间以及标准温度等工艺参数对焦炉烟气NO_x排放浓度进行分析研究,寻求建立降低焦炉烟气NO_x排放浓度的新型焦炉加热工艺制度,从而实现控制焦炉烟气NO_x污染源,为后续实现脱硝超低排放指标减轻压力。     

烧结烟气中NOx治理技术及发展趋势

烧结烟气是钢铁工业污染物的最大排放源,现阶段冶金脱硫除尘工艺逐渐成熟,但NO_x的脱除仍处于起步阶段,部分企业存在NO_x排放超标现象,随着环保指标进一步提高,优化NO_x治理工艺,降低冶金烟气中NO_x排放成为钢铁行业污染治理的重中之重,应当给予更多重视。介绍了烧结过程中N的作用机理,其中挥发性氮参与氧化还原反应,高温低氧条件促进还原反应生成N_2,抑制NO_x生成,同时高温促进焦炭氮吸附及异相还原反应;总结烧结烟气特点,其成分较为复杂、污染物含量高、含水量和含氧量大、烟气温度较低导致对SCR催化剂温度窗口要求较低,这些特点进一步制约烧结烟气治理的发展;对比分析了当前几种典型脱硝工艺及烧结烟气脱硝技术存在的问题,SCR脱硝法为当前主流脱硝工艺,催化剂的催化活性组分和性能是该技术的核心和关键,也是近年来的研究热点,指出稀土改性含铁尘泥γ-Fe_2O_3新型铁基低温催化剂是确实可行的脱硝催化剂研究方向,具有抗碱金属中毒、低温催化活性好、经济可靠等特点,并可进一步扩大冶金资源利用范围;展望了脱硝发展方向和新工艺,等离子脱硝和微生物脱硝研究起步相对较晚,但由于其受烟气温度影响较小可达到较好脱硝效果,具备优异发展前景,但存在若干问题未实现工程应用;改善工艺如引进烟气再循环、空气分级燃烧、低氧燃烧等燃烧中控制技术,通过优化烧结混合料结构如强化制粒效果、厚料层高碱度烧结等可协调烧结后烟气脱硝工艺,降低烟气NO_x排放浓度;分级治理烧结烟气存在投资运行费用高、占地面积大等缺点,开发可靠经济高效的脱硫脱硝一体化工艺具有重要意义,脱硫工艺耦合SCR脱硝是烧结烟气污染物治理发展的重要方向;通过参考脱硫脱硝新技术和新思路,提出烟气再循环+CO催化氧化+SCR脱硝+CFB/SDA脱硫的工艺流程,可为钢铁厂脱硝技术研究及发展提供参考。     

燃煤电站低NO_x燃烧技术

低NO_x燃烧技术已广泛应用于燃煤电站氮氧化物减排措施中。作者详细阐述了空气分级燃烧技术、燃料分级燃烧技术、烟气再循环燃烧技术、浓淡燃烧技术及低NO_x燃烧器,介绍了不同低NO_x燃烧技术的运用原理及应用实例。     

浅谈燃气工业锅炉NO_x排放标准及控制技术

汇总了美国、欧盟燃气工业锅炉NO_x排放标准,并对NO_x控制技术进行简要介绍,提出了我国燃气工业锅炉NO_x排放控制的建议。     

城市污泥流化床燃烧过程中气态污染物排放特性

在6kW_th鼓泡流化床实验台上进行了城市污泥的燃烧实验,研究了烟气再循环气氛和空气气氛下燃烧温度、过量氧气系数、二次风比率对气态污染物排放特性的影响。研究结果表明：燃烧温度升高,NO排放浓度明显升高,SO₂排放浓度亦呈上升趋势;过量氧气系数提高,NO排放浓度呈显著上升趋势,SO₂排放浓度则呈下降趋势;增大二次风比率,NO排放浓度呈现先降低后升高的趋势,但总体减排效果并不明显,SO₂排放浓度出现少量增长;烟气再循环工况下,NO排放浓度随燃烧温度和过量氧气系数变化的趋势与空气气氛燃烧时一致;烟气再循环率从0增加至1,NO排放浓度明显下降;烟气再循环率达到较高值后,NO排放浓度随之提高而降低的趋势减弱;烟气再循环率逐渐升高过程的前期,烟气中CO浓度出现显著升高;再循环率超过0.3后,CO浓度在一定范围内波动,不再升高。     

20t/h链条炉低氮燃烧改造的工业试验

文章研究针对20 t/h链条炉实施的低氮燃烧改造技术,提出改善煤炭分布、烟气再循环、优化配风方式等措施,考察了炉膛温度、炉排转速、风机频率等因素对烟气含氧量和NO_X排放浓度的影响。结果表明:排除煤种和炉排分布等外因,改造后烟气含氧量下降了2%~3%,烟气NO_X排放浓度能达到200 mg/m~3以下。低氮燃烧技术是链条炉烟气NO_X控制技术的首选,但考虑到链条炉存在多变负荷和煤种频繁变化的特点,单靠低氮燃烧难以实现NO_X的长期达标排放。     

烟气干法脱硫脱硝协同工艺研究

介绍了一种基于粉体催化剂的干法脱硫脱硝协同新工艺,经测试发现,该催化剂在实验室的模拟烟气环境下对SO_2和NO_x具有良好的协同脱除效应,并且脱除效率较高;目前,该工艺已成功应用于多个实际工业锅炉的烟气净化,处理后的烟气中SO_2和NO_x含量符合超低排放标准。     

裂解炉低氮燃烧器优化运行探讨

对CBL-Ⅲ型100 kt裂解炉应用低氮燃烧器后,烟气NO_x排放超标原因进行分析。结合低氮燃烧器设计条件、工作原理和实际运行状况,对裂解炉炉体漏风处进行封堵。通过调整风机转速,底部、侧壁风门开度等手段,控制烟气内氧气含量,优化炉膛热场分布,降低裂解炉烟气内NO_x生成量。通过优化调整,裂解炉在正常运行工况下NO_x排放达到国家排放要求。同时摸索出了烟气内氧气含量对NO_x和CO生成的影响,确定了最优的烟气氧含量区间。分析裂解炉生产负荷对NO_x生成的影响,提出负荷变化后裂解炉操作调整方向。形成低氮燃烧器操作手册,指导裂解炉日常操作。     

新型低氮燃烧器在加热炉脱硝改造中的应用

抑制燃气燃烧装置产生的NO_x对保护大气环境是至关重要的一个方面。通过采用低NO_x的燃烧技术,改变燃烧条件抑制氮氧化物生成,从而降低NO_x的排放。影响燃烧过程中NO_x生成的主要因素是燃烧温度、烟气在高温区的停留时间、烟气中各种组分的浓度以及混合程度,对其进行了探讨。由于燃烧方法和燃烧条件对NO_x的生成有较大影响,因此可以通过改进燃烧技术来降低NO_x。选择新型低NO_x的燃烧器需考虑单台热负荷、燃料性质、空气供给量、温度、炉膛的高度,以及炉管与燃烧器的距离等影响因素,低氮燃烧器在加热炉脱硝改造中的应用取得了较好的效果。     

焦炉立火道NO_x形成的数值模拟

针对焦炉立火道内的废气循环燃烧多浓度场过程开展数值模拟,详细研究了空气和煤气入口尺寸及废气循环对NO_x生成的影响。结果表明,NO_x绝大部分是在上升立火道高度方向的中间位置高温区生成;增加外循环烟气量可以降低燃烧温度和缩小高温区域,从而降低NO_x生成量;当外循环率为20%时,最高温度降低88℃,温度场更加均匀;当入口面积减小为原来的1/2时,内循环率增加至原来的1.95倍,NO_x排放量降低13.7%。     

富氧低NOx稳燃技术在300 MW煤粉锅炉机组灵活性调峰中的应用

为了对富氧低NO_x稳燃技术的实际应用效果进行工程示范,针对富氧低NO_x稳燃技术在300 MW亚临界煤粉锅炉上的低负荷稳燃特性进行了实炉试验研究。通过将锅炉A、D层原12台一次风燃烧器改造为富氧低NO_x燃烧器以及对锅炉主要运行参数的测量分析,研究富氧低NO_x稳燃技术对SCR入口的NO_x原始排放浓度、烟气温度,以及对锅炉总体运行特性的影响。实炉试验、日常运行以及第三方完成的性能测试结果表明,原锅炉改造应用富氧低NO_x稳燃技术后,NO_x原始生成量明显降低。改造后的运行实践证明,锅炉最低可在23.5%负荷(70.4 MW)下稳定运行,且同时能保证锅炉出口过热蒸汽参数和再热蒸汽参数达到运行要求、SCR入口烟温维持在280℃以上及NO_x原始生成浓度低于300 mg/Nm3,实现NO_x超低排放。锅炉运行经济性统计分析表明,采用富燃低NO_x稳燃技术后,调峰能力大幅提高,可长期低负荷运行,且可有效投入SCR脱硝系统,锅炉的年平均点火和低负荷稳燃用油量减少了65%。因此富氧低NO_x稳燃技术可实现锅炉的低负荷稳燃及超低排放,且大幅降低锅炉点火及稳燃用油,提高锅炉的经济性。     

焦炉烟气SO_2和NO_x排放控制

分析了焦炉烟气中SO_2、NO_x的来源及排放浓度,讨论了控制SO_2和NO_x的排放措施,介绍了目前研究较多的焦炉烟气治理技术。建议焦化企业加强SO_2、NO_x排放的源头控制和过程控制,难以通过加强管理满足排放标准的企业应考虑采用末端治理技术,使焦炉烟气排放达到国家排放标准要求。     

水煤浆MILD燃烧数值模拟研究

为解决水煤浆常规燃烧存在的运行稳定性差等问题,以IFRF炉为研究对象,采用数值模拟方法尝试对水煤浆燃料进行了MILD燃烧研究。结果表明,在燃料输入功率不变的条件下,水煤浆MILD燃烧相对于常规旋流燃烧,流场的回流区域更大,烟气循环更加强烈,整体的炉膛温度更低,分布更加均匀,峰值温度最高降低了227 K,燃烧反应速率更慢,燃烧反应区面积存在区域更大,整个炉膛基本处于低氧氛围下,尾部烟气中的NO_x排放降低了50%以上。此外,水煤浆浓度的改变对炉膛流场几乎没有影响,但可以降低炉膛整体温度以及尾部烟气中NO_x排放。