水煤浆再燃降低锅炉NOx排放的实验研究

为明确锅炉采用水煤浆再燃技术时的整体NOx控制效果和影响因素,利用神华煤,在0.25 MW沉降炉上,分别以煤粉和水煤浆为再燃燃料,进行了再燃NOx控制实验。结果显示,水煤浆再燃时的脱硝效果优于煤粉;一定范围内,较高的再燃比有利于锅炉整体再燃脱硝;锅炉主燃区宜采用氧化性氛围,此时该处的过量空气系数与脱硝效果呈现二次曲线关系;水煤浆再燃脱硝率与再燃区过量空气系数成反比。实验证实,水煤浆是一种较优的再燃燃料,可被广泛应用,以实现对工业炉NOx排放的有效控制。     

多煤阶煤粉再燃脱硝特性的试验研究

利用管式石英反应器研究了5类煤种的再燃脱硝能力,分析了气流氧含量、煤种挥发分含量、灰分金属氧化物组分对再燃脱硝效果的影响.实验结果表明:随着气流氧含量的升高,挥发分以及焦炭的脱硝效率均降低,但脱硝效率对氧含量的敏感度呈下降趋势;挥发分均相还原所得脱硝效率在实验工况范围内均远高于焦炭非均相还原所得脱硝效率,但其对氧含量的敏感度亦最高;对于所涉及煤种的整体脱硝效率,褐煤最好,烟煤次之,无烟煤最差;煤种挥发分以及某些金属氧化物的含量对脱硝效果起到重要作用,两者缺一则脱硝效率可能明显降低.     

新型水煤浆喷嘴雾化性能试验研究

该文对自行开发出的新型水煤浆喷嘴进行了雾化性能试验研究,分析了喷嘴流量（负荷）和气化剂流量等因素对雾化颗粒分布、索太尔平均直径（SMD）和喷嘴雾化角的影响规律.结果表明,雾化流场内颗粒呈双峰分布,并且随着负荷的降低SMD减小,雾化颗粒分布更加均匀,雾化效果变好;而随着气化剂流量的增加SMD降低,雾化颗粒分布均匀性也变好,雾化效果明显转好.     

生物质再燃脱硝的试验研究

采用恒温沉降炉研究了秸秆、稻壳2种生物质及一种煤粉作为再燃燃料的NO还原特性,针对燃料种类、过量空气系数、停留时间及再燃比例4个因素的改变对脱硝率的影响进行了实验研究,同时对3种燃料的再燃燃尽特性进行了分析。研究表明：生物质脱硝能力明显高于煤粉,提高再然比例及减小过量空气系数,3种燃料的脱硝率有不同程度的提高,其中秸秆脱硝率最高,稻壳中等,煤粉最低;在一定的再燃停留时间内(650 ms),延长停留时间,脱硝率增加,超过这一停留时间,脱硝率增加缓慢。生物质与煤粉相比,在相同反应条件下能获得更高的脱硝效果,同时其不完全燃烧损失保持在合理的范围内。     

水蒸气与添加剂对生物质再燃/高级再燃脱硝特性的影响

以稻壳和氨气还原剂为对象,利用携带流脱硝试验装置,研究了再燃区反应温度(T2)、再燃区化学计量比(SR2)、水蒸气含量、添加剂种类与浓度等对生物质再燃/高级再燃脱硝效果的影响。结果表明:随着T2升高,生物质再燃与高级再燃的脱硝效率呈现不同的趋势,高级再燃下脱硝效率呈现先上升后下降再趋于稳定的趋势,其相应的脱硝窗口温度为950~1 100℃。随着SR2降低,稻壳再燃脱硝效率逐渐升高,而高级再燃脱硝效率先增加后降低,最佳SR2在0.7~0.9之间。随着水蒸气含量增加,生物质再燃/高级再燃脱硝效率均呈现先增加后降低的趋势,水蒸气量为4%左右时脱硝效率最佳。添加剂对生物质再燃/高级再燃脱硝均有一定的促进作用,其中Fe2O3促进作用最为显著,NaOH和Na2CO3次之,KCl和Ca(OH)2的促进作用较差。添加剂浓度(50~150?mol/mol)对脱硝效率的影响不显著,水蒸气与添加剂耦合可显著增加生物质再燃/高级再燃脱硝效率;与无水蒸气和无添加剂相比,4%水蒸气含量与100?mol/mol Na2CO3耦合作用的再燃/高级再燃脱硝效率分别提高13.5%与11.4%。     

水蒸汽对先进再燃区脱硝效率的影响研究

实验研究了以天然气和氨为还原剂,在高温环境中对烟气中氮氧化物进行还原脱除。在这个过程中,通过改变再燃区的温度、过量氧系数、喷氨量、喷水蒸汽量等方法,提高再燃区的脱硝效率。通过实验研究对这些参数进行优化,并从机理上给予解释。本研究为其工业应用提供有价值的数据依据和理论基础。     

黑液水煤浆焦与普通水煤浆焦CO2催化气化反应特性研究

黑液水煤浆燃烧和气化是一种新型的洁净煤利用技术。它是在普通水煤浆的基础上发展起来的,该文对黑液水煤浆焦和普通水煤浆焦进行CO2催化气化实验,得到了在等温条件和程序升温条件下气化反应的碳转化率。试验结果表明:黑液水煤浆焦中的钠及其化合物在气化过程中有明显催化作用,并且黑液中有机物成分也对气化起到一定促进作用。黑液水煤浆焦的碳转化率为98.37%,比普通水煤浆焦碳转化率(93.60%)高出5.1%,催化气化作用明显。两种煤焦的最佳气化反应温度为1200℃,碳转化率最高。碱金属催化剂的负荷饱和度LSL(loadingsaturationlevel)最佳值为10%。     

影响水煤浆再燃效果的主要因素研究

为了研究使用水煤浆作为再燃燃料在大型电站锅炉上的再燃脱硝效果和影响因素，在1台新建的670t/h的水煤浆锅炉上进行了再燃燃料量比在12.5%~25%、主燃区过量空气系数a1在0.92~1.34、再燃区过量空气系数a2在0.91~1.04之间变化的低NOx燃烧调整试验，分析了再燃燃料量比、再燃区过量空气系数、主燃区过量空气系数、再燃区温度、烟气在再燃区停留时间和混合状况对脱硝率的影响。试验结果显示，相对于均等配风时锅炉的NOx排放量788mg/m3，水煤浆再燃能够有效地降低NOx的排放量，脱硝效果最高可以达到42.5%，说明大型电站锅炉上采用水煤浆再燃是一种有前景的脱硝方法，同时通过试验确定了再燃过量空气系数为0.95时的最佳再燃燃料比为16%，再燃燃料比为25%时，在实验工况范围内，最佳再燃区过量空气系数为0.91。     

天然气再燃脱硝化学反应的简化模型

采用敏感性分析的方法对以 GRI 3.0 数据库和 Gear 算法为基础的天然气再燃脱硝机理模拟进行简化。从简化后的反应方程式中可以揭示发生脱硝的主要影响自由基。通过选择不同的简化机理方案比较,得出选择敏感性系数绝对值排列在前面 200 位的反应替代325 个总模型反应体系基本没有误差,在考虑湍流相结合或在温度超过 1 450 K 的模拟中,采用敏感性系数绝对值排列在前 150 或 100个反应能代替总模型。     

生物质再燃脱硝特性的实验研究

沉降炉实验结果表明,生物质再燃可以获得70%左右的脱硝效率。在1373 K温度范围内,随着温度的升高,棉秆、麦秆、梧桐木和松木的再燃脱硝效率均有提高。为保证较高的脱硝效率,再燃区过量空气系数、再燃比以及停留时间应分别为0.6～0.8、20%和0.7 s左右。同时,燃料粒径对脱硝效率影响不明显。而随着NO初始浓度的增加,脱硝效率得到相应的提高。     

水煤浆挥发分再燃对NO还原的影响

为了解水煤浆再燃过程中均相还原反应效果的影响因素,在固定床反应器上,利用合成烟气模拟再燃区环境,对不同煤种的水煤浆,在不同的浓度、再燃区温度、氧气浓度、颗粒粒径对挥发分再燃效果的影响进行了研究。实验结果显示：挥发分的再燃效果随着水煤浆浓度的降低而升高,随着煤阶的降低而增加。另外,挥发分含量相同,含氮量高的再燃效果要好一些。再燃区反应温度的升高有益于水煤浆挥发分的释放以及再燃反应。挥发分作为再燃燃料时,再燃区烟气含氧量的影响最大,再燃效果随含氧量的增加而降低。制浆原煤粒径的大小对挥发分再燃的效果有所影响,随粒径的减少再燃效果略有增加。     

超细煤粉再燃低NOX燃烧技术中间试验研究

对采用超细煤粉作为再燃燃料的再燃低NOX燃烧技术进行中间试验研究,考察了再燃煤粉细度、再燃风粉比对NOX排放、飞灰可燃物含量的影响。结果表明,在试验条件下,采用超细煤粉再燃可使NOX排放降低50%以上;再燃煤粉细度、再燃风粉比影响NOX排放、飞灰可燃物含量。     

煤粉再燃还原NO的实验研究

利用煤粉再燃降低NOx的排放是适合我国国情的有效技术。通过试验研究影响还原NO效果的各种因素,得出不同煤种还原NO的能力是不同的,挥发分高的烟煤、褐煤还原NO效果比贫煤、无烟煤好。对于同种煤种来说,要取得好的再燃效果,必须保持较低的过量空气系数、较高的再燃区温度、较小的煤粉粒径和合适的再燃燃料量。     

利用超细煤粉再燃降低NOx排放技术

国家已经制定了大型电站锅炉NOx排放标准,并开始征收NOx排污费。因此,许多电厂面临对燃烧系统进行改造、降低NOx排放问题。论述了超细煤粉再燃降低NOx排放技术的几个关键问题。     

配煤对水煤浆性质的影响

通过对石港、小屯、兖州、黄陵4种煤进行单煤制浆及不同比例2种煤的配煤制浆实验,研究配煤制浆对水煤浆的成浆性、流变性及稳定性的影响。单煤的成浆性研究表明:不同煤种成浆浓度有差异,氧碳比低的煤种成浆性较好,最大成浆浓度较高;水煤浆在一定浓度范围内具有剪切变稀的非牛顿流体特性,且浓度越高剪切变稀特性越明显。配煤制浆中,由于煤种间的相互作用效果不同,同一种煤与不同的煤分别相配,以及配比的不同,对水煤浆的流变性及稳定性影响不同;配煤制浆对浆体的成浆性影响具有明显的非线性特点,实验中配煤制浆的实际成浆浓度和线性加权平均得到的最大成浆浓度间最大相差1.82个百分点。稳定性试验表明,在正常的水煤浆浓度下,无论是单煤还是配煤制取的水煤浆,20天后析水率都比较合理,在15%以下。不同的煤种配煤制浆后对稳定性有不同的影响。     

喷嘴结构对水煤浆喷嘴雾化性能影响的试验研究

水煤浆在燃烧或气化前,必须进行雾化,因为水煤浆雾化后,雾化的颗粒越细小,其比表面越大,越有利于提高燃烧和气化时热和质的交换速率,从而加快燃烧或气化过程,同时还可增进燃烧和气化过程的稳定性。该文对自行开发的新型水煤浆喷嘴进行了雾化性能试验研究,分析了喷嘴各部件结构尺寸对索太尔平均直径(SMD)和喷嘴雾化角的影响规律。结果表明,喷嘴各部件结构尺寸均存在最佳值,在最佳值下SMD最小,雾化颗粒分布最均匀,雾化效果明显变好;而喷嘴各部件结构尺寸对雾化角的影响较小,完全可以通过雾化头的开孔方向来控制雾化角的大小。     

钙基固硫剂对水煤浆性能影响的研究

脱硫型水煤浆是一种新型的清洁水煤浆,在燃烧和气化过程中具有固硫作用,但固硫剂对水煤浆性能有一定影响。文中针对新汶水煤浆,在添加不同钙基固硫剂、不同Ca/S比时对水煤浆的粘度、稳定性、流变性和硫析出特性等进行了研究,结果表明固硫剂不会对水煤浆流变性本质产生影响,水煤浆仍然呈现为假塑性流体,但其粘度会增加,稳定性有所下降。无机钙对水煤浆性能影响要小于有机钙,在Ca/S=2时,添加无机钙后水煤浆粘度为1000~1200mPa·s。添加CaCO3(Ca/S=2)的水煤浆在1000oC燃烧,硫的析出率由98%下降到52%。