钒系SCR催化剂对汞形态转化的影响

为研究燃煤电站选择性催化还原(SCR)系统对烟气汞形态转化的作用,通过浸渍法制备钒系(V2O5/TiO2)SCR催化剂,利用实验室SCR汞形态转化试验台研究催化剂钒(V)负载量、反应温度、烟气组分、氨气和空速等因素对汞形态转化反应的影响.结果表明:V2O5负载量的增大在其表面形成更多的V活性中心位,促进汞形态的转化;在试验条件下,SCR催化剂活性随温度升高而增强,最大汞转化率达99.2%;烟气中的HCl为汞氧化反应提供所需的活性Cl原子;NH3与汞氧化反应组分在催化剂表面发生竞争吸附,抑制了汞氧化反应的发生;空速增大不利于汞的形态转化.     

燃煤过程中不同烟气组分对汞形态转化的影响

通过化学热力学平衡模拟，研究了在不同烟气温度下汞从元素态汞转化为二价汞的规律，并与小型实验结果进行了比较.数值模拟了不同的烟气组分如O2、HCl、NO、SO2对汞形态转化的影响.结果表明，O2、HCl有助于汞的转化，HCl的活性远远大于O2的活性；随着O2和HCl体积分数的增大，汞转化的起始温度和截止温度升高；SO2有助于汞的转化，尤其是在低温环境下，SO2的体积分数越大，汞的转化温度越高；NO对汞转化几乎不产生影响.利用二价汞易溶水的特点，通过将元素态汞转化为二价汞，可以利用湿法脱硫装置将其除去，从而实现汞排放的有效控制.     

贫煤与不同煤种混烧NO排放特性试验

选用山东电力用煤,通过将贫煤与不同煤种进行两两掺混,利用管式炉等设备进行燃烧试验,由烟气分析仪测得烟气中所含NO浓度并记录处理数据,分析氧体积分数、温度对贫煤与不同煤种混烧时NO排放特性的影响规律。结果表明:随氧体积分数的增大,NO排放曲线呈现第一峰值增大且出现时刻提前、总排放量增大、总排放时间明显缩短的趋势。贫煤与褐煤混烧时选择合适的燃烧温度对NO排放有一定的抑制作用;与烟煤、无烟煤混烧时不同温度下NO总排放时间和总排放量接近。     

几种煤粉悬浮态燃烬特性的研究

通过悬浮状态下几种煤粉燃烬特性的研究，说明不同种类，不同来源的煤粉，即使发热量相同，燃烬特性也不相同，对于沸腾床和悬浮床等燃煤气固流化率反应器（如水泥分解炉）来说，燃料燃烬特性不同，其设计及操作参数（如物料的停留时间）完全不同，故应对所采用的煤粉进行悬浮态燃烧动力试验，以便定理地指导流态化燃烧室和反应器的设计和操作。     

煤粉燃烧过程中汞析出过程的数值模拟

利用计算流体动力学（CFD）对一台410 t/h四角切圆煤粉燃烧锅炉进行数值模拟研究,在CFD计算基础上加入了Hg反应的子模型,计算得出在燃煤过程中Hg的生成、形态转化以及不同Hg形态在炉内的空间分布.结果表明,通过对整个三维炉膛体积的Hg形态的摩尔分数积分,炉内气相Hg0占94.22%,HgO占4.96%,HgCl2仅有0.82%;HgO、HgCl2在炉内分布较均匀,HgO主要分布在燃烧器区域,HgCl2主要分布在燃烧器和炉膛出口区域;HgO和HgCl2在燃煤过程中的生成途径是相同的,HgO和O2之间存在强烈的关联;HgCl2和Cl2之间存在强烈的关联,而与HCl和Cl的关联性不强;温度仅是促使HgCl2摩尔分数升高的间接因素.     

混烧锅炉富氧燃烧的数值模拟

富氧燃烧会对煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧特性产生重要影响。以130 t/h煤粉和高炉煤气混烧锅炉为研究对象,采用Fluent流体力学软件,对助燃气体（O_2/N_2）在3种不同氧气体积百分数（21%,23%,27%）工况下煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧过程进行数值模拟。模拟得到3种工况下：炉内的温度场分布,烟气流场特性,火焰长度。模拟结果表明：随着氧气浓度的增加,燃料着火速度更快,燃烧更稳定,出口烟温逐渐降低,炉内烟气流速逐渐减少,强化了炉内传热效果,提高了锅炉热效率。     

典型生物质热解过程中碱（土）金属转化特性

通过进行鄱阳湖典型水生植物管式炉热解试验,联用便携红外分析仪、煤气分析仪和电感耦合等离子体发射光谱仪,分析了恒温热解焦中碱（土）金属的含量及其在热解过程中转化规律.结果表明：凤眼莲对生活污水中的碱（土）金属有一定的吸附作用;水生植物的恒温热解过程主要为一次反应,CO、CO2和CH4的体积分数达到最大的时间在60s左右,而H2在100 s左右.水生植物热解过程中,Na的析出率最高,其次是K,然后是Ca和Mg;凤眼莲中K主要以无机盐形式存在,在热解反应后期以无机盐分解挥发析出,析出率最高达75％左右.     

基于固体吸附剂的燃煤烟气形态汞测试装置

针对现有燃煤电站形态汞测试方法的不足,设计和建立了一套基于固体吸附剂的燃煤烟气形态汞测试装置(FMSS),并同OH法、CEM一起用于三个实际燃煤电站的对比测试,结果表明:所建立的FMSS测试装置可用于实际燃煤电站的形态汞浓度测试,测试准确性好,结果可靠;KCl/SiO2吸附剂具有良好的选择吸附特性,且当采样点处SO2,浓度高达1248 ppm时,未发现气态零价汞被KCl/SiO2吸附剂氧化吸收的现象.     

碗式配风对燃烧效率与NOx质量浓度的影响

对600 MW超临界前后墙对冲燃烧锅炉在均等配风和碗式配风下的燃烧进行数值模拟,分析不同偏差程度碗式配风对炉内颗粒质量浓度场、CO体积分数场、炉膛温度、NO_x生成的影响,并与试验结果进行对比. 模拟结果表明,燃烧器碗式配风改善了炉内宽度方向上的风、煤混合过程,减小了CO体积分数和煤粉颗粒质量浓度偏差,降低了炉膛出口烟气中CO的平均体积分数和飞灰中碳的质量分数,从而有效提高了前后墙对冲燃烧锅炉的燃烧效率. 燃烧器碗式配风对炉膛出口烟气中NO_x的平均质量浓度有不利影响,但是当碗式配风风量偏差不大于20%时,NO_x平均质量浓度变化不大于3.5%. 综合燃烧器碗式配风对水平截面CO分布特征和炉膛出口烟气中NO_x的平均质量浓度的影响,在燃烧常用煤种的条件下,碗式配风的风量偏差宜控制在20%以内. 炉膛出口烟气中CO的平均体积分数、飞灰中碳的质量分数、NO_x平均质量浓度的模拟值与热态试验值变化趋势一致. 在实际应用中碗式配风对CO平均体积分数的降低效果更加显著,当碗式配风的风量偏差达到20%时,省煤器出口烟气中CO的平均体积分数降低幅度达95%.     

臭氧在烟气中氧化零价汞的机理研究

在构建70步详细反应机理的基础上,通过敏感度分析、试验研究及动力学模拟对臭氧在烟气中氧化零价汞机理进行深入分析与探讨.敏感度分析表明,反应Hg+NO3=NO2+HgO是直接影响Hg0氧化的关键基元反应,NO3的生成量是影响Hg0氧化的最关键因素.试验研究与动力学模拟表明,臭氧在烟气中能有效氧化零价汞,φ(O3)/φ(NO)越大或烟气温度越高(所研究温度范围内),Hg0氧化效果越好,且都基本呈线性关系.分析其原因为,φ(O3)/φ(NO)增大或烟气温度升高,可提高NO3的生成量,而NO3生成量的提高可直接使Hg0氧化效果增强.动力学模拟与试验研究结果取得了很好地吻合,验证了所构建反应机理的正确性.