循环流化床锅炉汞排放及控制试验研究

使用自行设计的燃煤烟气汞形态测量装置，在燃烧石煤的循环流化床锅炉上进行了汞排放及其控制试验研究。试验结果表明：静电除尘器对汞的排放有一定的控制作用，除尘器后烟气中汞的含量明显低于除尘器前；烟气经过除尘器后汞的形态分布变化较大，排入大气的汞主要为单质态汞；燃煤中添加石灰石后，使得烟气中的气态汞向固态汞转化，有利于汞的脱除。     

颗粒活性炭对汞的吸附实验研究

煤中含有少量汞元素，在锅炉燃烧过程中会排放到大气给环境和人类健康带来危害。对汞的排放控制进行了实验研究，通过采用氮化锌溶液对GAC(活性炭)颗粒进行浸泡，研究它在低温下对气态汞的吸附特性。结果表明，GAC对汞的吸附取决于浸泡浓度、反应时间、实验温度、GAC特性等因素的影响。     

300MW煤粉锅炉烟气中汞形态分析的实验研究

对某台300MW燃煤电站锅炉的煤，底渣，飞灰进行取样，测定了样品中汞的含量。并采用EPA推荐的Ontario-Hydro方法测定了电除尘器排放的烟气中汞形态分布情况。实验结果表明汞主要以烟气形式排放，占到原煤总汞量的83％，而底渣和飞灰分别占1％和13％。电除尘器后的烟气中，汞的浓度为13～21μg/Nm^3，颗粒态含量非常低，对汞的化学形态研究表明，Hg^2 占气态汞量的55％～69％，Hg^0占气态汞量的31％～45％。说明Hg^0在烟气中发生了一些氧化还原反应。     

燃煤电站汞排放分布及控制研究的进展

综述了燃煤电站汞排放分布及其控制领域的研究现状。燃煤过程汞各种形态的分布规律可通过多种测量方法获得,理论上可应用平衡热力学以及化学反应动力学来估算烟气、灰渣中汞的分布。平衡热力学的计算结果揭示了各种形态汞形成的基本反应途径,能粗略估计系统在某一平衡态的主要产物分布;而反应动力学应用一系列均相氧化反应和多相反应原理,可描述系统内化合物的生成与反应速度,因而更加接近实际。目前有多种在研的汞控制技术,煤的清洁技术,常规污染物控制技术,如湿法洗涤和烟气中喷入活性炭吸附剂方式等较有发展潜力,但现在还没有一种适用性强的技术可广泛推广,最终汞脱除技术的发展须依赖于理论上的突破。     

选择非催化还原过程中的N2O生成与排放

以煤粉燃烧锅炉为代表的高温燃烧一般不是主要的N2O生成源，但在应用选择非催化还原(SNCR)技术控制NO时，会生成一定的N2O。采用化学动力学计算和试验方法研究N2O排放浓度与SNCR技术使用还原剂类型、还原剂用量、反应温度、混合条件和反应时间之间的规律。试验和计算结果表明当反应时间足够时，反应温度越高、还原剂用量越少，N2O排放浓度越低。在SNCR反应过程中，N2O浓度呈先增后减的变化趋势。氨-SNCR试验结果表明N2O排放浓度在0-7μmol／mol之间。尿素-SNCR中约有8．7％的NO转化为N2O，排放为27．8μmol／mol，可能引起N2O排放问题。     

高温下Cr的氧化动力学研究

煤粉锅炉有毒痕量元素及其化合物的排放的危害性越来越被人们所关注，元素Cr是其中之一，其毒性与其价态有很大关系，六价铬是一种致癌物质，其毒性远远高于二价铬和三价铬。为了了解燃烧过程中Cr的反应产物及浓度与时间的关系，就必须了解Cr的反应动力学机理，发展Cr的动力学模型并且运用到实际燃烧系统上，该文提出了Cr／O2系统内一个简单的氧化动力学模型，并且与热力学平衡计算相比较，其结果是一致的，在低温下，Cr2O3是主要的产物，而随着温度的升高，开始生成CrO2和CrO3；在高温下，CrO3成为主要产物，此外为了更真实反映了实际燃烧系统的组成状况，文中对Cr／O2／H2系统地进行了热力学平衡计算。     

燃煤烟气中痕量元素的形态及其分析方法

介绍煤燃烧过程痕量元素形态的分析方法：化学热力学平衡分析和化学反应动力学模型分析。以Hg为例，描述了痕量元素化学反应动力学模型的建立、发展和完善过程，指出了煤燃烧过程中痕量元素形态分析的若干研究方向，并给出了部分痕量元素在烟气中的形态分布。     

甲烷对冲扩散火焰NOx生成动力学特性研究

根据NOx化学基元反应机理,通过化学动力学方法研究了甲烷燃烧不同工况下NOx的生成特性,分析影响NOx生成的主要因素。研究结果表明:甲烷对冲火焰基元反应机理GRI-Mech2.11对NO浓度预测值比GRI-Mech3.0更接近实际试验值;燃烧速度梯度增加,甲烷燃烧着火提前,NO的排放浓度降低较多;燃烧当量比减少,燃烧高温区域增加,NO的排放浓度基本没有变化;采用高温空气燃烧技术时,降低高温空气中的氧量可以有效降低NOx的排放。     

煤和污泥燃烧和气化过程中汞析出行为的研究

固体燃料和固体废物在燃烧和气化过程中的汞排放问题在全球已经受到广泛关注。该文首先选取3个煤种和3种干城市污泥作为样本，通过热重(TG)实验了解汞在燃烧和气化过程中的基本析出行为。然后选取一个污泥样在滴管炉里燃烧，研究汞在接近实际燃烧状况下的析出行为。通过热平衡计算预测了在和实验相同条件下汞析出的变化趋势。结果表明，污泥燃烧过程中汞的析出行为受到污泥中硫和固定碳含量的抑制，煤燃烧过程中汞的析出行为受到煤中固定碳含量和Cl含量的重要影响。另外，因为单质汞在还原性气氛下极易形成，在气化过程中，即使是低温汞也很快析出。     

烟气脱汞技术研究进展

对近几年的汞污染控制技术进行了研究,综述了国内外汞控制技术的最新进展。汞控制技术一般分为燃烧前脱汞、燃烧中脱汞及燃烧后脱汞。燃烧前脱汞主要是指利用洗煤技术及热处理技术去除煤中的一部分汞,虽然去除的量不大,但由于其工艺简单,应用前景较为广泛;燃烧中控制技术主要是通过改进燃烧方式,在降低NOx的同时,可以抑制一部分汞的排放,其中流化床燃烧器对控制汞的排放有一定的作用;燃烧后脱汞是汞控制技术的主要方式,现在主要进行用于汞脱除的各种吸收剂的研究和如何利用现有的脱硫装置脱汞的研究。     

煤气再燃还原氮氧化物的特性研究

电厂煤粉锅炉燃煤过程产生的氮氧化物对环境的污染非常严重。为了降低氮氧化物(NOx)的排放，并且利用现有的地下气化煤气气源，把煤气作为再燃燃料还原煤燃烧已生成的NOx，研究煤气再燃还原NOx的化学动力学特性。煤气中对NOx还原起主要作用的气体是H2、CO和CH4，其比例是5.6:4.7:1，构造了一个适用于煤气再燃还原NOx的化学反应机理(200个反应46种物质)，利用该机理研究了O2浓度、温度、初始的NO浓度、压力对煤气再燃还原NOx的影响，并给出了计算结果，利用这些机理可以很好地预测燃烧过程中的NOx排放特性，优化反应过程和运行参数。     

混煤燃烧过程中氮氧化物的生成规律及其计算机模拟

电站燃煤生成排放的氮氧化物是造成大气污染的有害物质。本文结合目前电站燃用不同性能煤种的混煤这一新动向，研究了混煤燃烧过程中氮氧化物的生成规律，提出了混煤氮氧化物形成的化学动力学模型，并将计算机模拟结果与实验实测值进行了比较、分析．为燃用混煤电站降低氮氧化物排放提供理论依据。     

应用计算机模拟技术分析预测炉内煤粉燃烧过程

本文把湍流理论、辐射理论以及煤粉燃烧理论应用于锅炉燃烧室三维流动、气固两相、带化学反应的燃烧过程的数值计算，给出了数学模型、解法和边界条件的处理方法。运用所编制的计算软件对４２０ｔ／ｈ锅炉进行了燃烧过程的数值模拟，其结果能反应该类锅炉的燃烧过程。     

基于量子化学的燃煤过程痕量元素反应机理研究及其进展

对煤燃烧过程痕量元素化学反应机理的研究现状进行综述，介绍量子化学理论在该领域的应用情况，研究了煤燃过程中汞与含氯气体反应的微观机理。基于量子化学过渡态理论，确定了基元反应，并给出其动力参数的求解过程，提出了采用量子化学理论研究痕量元素反应机理的重点和方向。     

“十二五”期间中国燃煤电厂汞排放量估算

通过研究电力用煤消费量、煤中汞（Hg）含量、燃烧和烟气净化设施的Hg排放修正因子,并结合2011—2015年（“十二五”）期间污染物控制设备的投运率,估算出2010年和2015年中国燃煤电厂Hg输入输出总量。预测结果显示,到2015年中国燃煤电厂烟气中的Hg向大气的排放量将会减少,固体废弃物中Hg含量将会增加,脱硫废水中Hg含量与2010年持平,Hg输出总量将会提高,烟气、脱硫废水、固体废弃物中Hg的排放量依次为42.92 t、123.3 t、186.6 t。未来Hg污染控制重点将会是脱硫废水和固体废弃物中Hg的固化和无害化处理。     

“十二五”期间中国燃煤电厂汞排放量估算

通过研究电力用煤消费量、煤中汞（Hg）含量、燃烧和烟气净化设施的Hg排放修正因子,并结合2011-2015年（“十二五”）期间污染物控制设备的投运率,估算出2010年和2015年中国燃煤电厂Hg输入输出总量。预测结果显示,到2015年中国燃煤电厂烟气中的Hg向大气的排放量将会减少,固体废弃物中Hg含量将会增加,脱硫废水中Hg含量与2010年持平,Hg输出总量将会提高,烟气、脱硫废水、固体废外物中Hg的排放量依次为42．92t、123．3t、186．6t。未来Hg污染控制重点将会是脱硫废水和固体废弃物中Hg的固化和无害化处理。     

Air-based coal gasification in a two-chamber gas reactor with circulating fluidized bed

During the bed gasification of solid fuels, the process temperature in the reaction zone is not high enough for reaching the maximum rate of the chemical efficiency factor of the gasification process. In order to increase the chemical efficiency factor, it is necessary to supply extra heat to the reaction zone to increase the reaction temperature. In this article, coal gasification in a chamber with forced fluidized bed is considered and it is proposed to supply extra heat with a circulating flow of an inert particulate heat transfer agent. Circulating inert particulate material is successively heated by coal combustion in a cone chamber with bubbling fluidized bed and in a combustion chamber with a spherical nozzle that inhibits the forced fluidized bed. After that, the heat transfer agent heated to 930–950°C enters first in a gasification chamber with bubbling bed and then in a chamber with forced fluidized bed, where it transfers the physical heat to the air fuel mixture. The experiments conducted with crushed Borodinsky coal and inert particulate heat transfer agent (electrocorundum) showed the temperature rise in a gasification chamber with from 760 to 870°C and the increase in the combustible component (CO) concentration in the gasification products by 5.5%. Based on the kinetic equations of the fuel combustion reactions and the CO₂ reduction to CO and on the thermal balance equations of combustion and gasification chambers, the simulation model for the gas composition and the temperature rate calculated by the height of reaction chambers was developed. The experimental temperature rates and product gas compositions are in good agreement with the simulation results based on the proposed kinetic gasification model.