02／C02气氛下循环流化床煤燃烧污染物排放的试验研究

富氧燃烧技术不仅能使分离收集CO2和处理SO2容易进行，还能减少NOX排放，是一种能够综合控制燃煤污染物排放的新型洁净燃烧技术。进行了O2／CO2气氛和O2／N2气氛下的循环流化床煤燃烧试验．重点分析了煤燃烧生成的污染物NOX、SO2的排放规律及石灰石脱硫效率，进行了循环流化床富氧燃烧系统的平衡分析并得到了相关试验的证实．为循环流化床富氧燃烧技术的工业应用做了基础和重要的准备。图9表2参9     

循环流化床富氧燃烧技术的试验研究

富氧燃烧技术不仅能使分离收集CO2和处理SO2容易进行,还能减少NOx排放,是一种能够综合控制燃煤污染物排放的新型洁净燃烧技术。简要介绍了循环流化床富氧燃烧技术的国内外研究现状,进行了不同氧含量的O2/CO2气氛和O2/N2气氛下的循环流化床煤燃烧试验研究,比较了其燃烧特性及SO2、NOx排放特点,为循环流化床富氧燃烧技术的工业化应用做了基础和重要的准备。     

流化床O_2_CO_2燃烧_氧浓度对NO_x和N_2O的影响

循环流化床能实现高氧气浓度下的O2/CO2燃烧,进而减少燃烧室尺寸并降低再循环烟气量.本研究使用两种烟煤、一种褐煤,分别在15 kW循环流化床试验系统和0.15MW循环流化床试验系统上进行试验,研究了氧气浓度对NOx和N2O的影响.结果表明,3个煤种均在一次风氧气浓度44.3％ ～55.3％、二次风氧气浓度43.2％～ 60.2％下实现稳定燃烧.氧气浓度约50％燃烧时,煤中氮向NOx的转化率降低到空气气氛燃烧的19％ ～ 60％,煤中氮向N2O的转化率降低到空气气氛燃烧的20％ ～81％.     

O2/CO2气氛下循环流化床煤燃烧污染物排放的试验研究

富氧燃烧技术不仅能使分离收集CO2和处理SO2容易进行,还能减少NOX排放,是一种能够综合控制燃煤污染物排放的新型洁净燃烧技术。进行了O2/CO2气氛和O2/N2气氛下的循环流化床煤燃烧试验,重点分析了煤燃烧生成的污染物NOX、SO2的排放规律及石灰石脱硫效率,进行了循环流化床富氧燃烧系统的平衡分析并得到了相关试验的证实,为循环流化床富氧燃烧技术的工业应用做了基础和重要的准备。图9表2参9     

流化床O2/CO2燃烧（Ⅱ）-高氧浓度的中试研究

为给大型循环流化床O2/CO2燃烧系统在高氧气浓度下的燃烧提供参考,在燃烧室直径140 mm、高度6 000 mm的0.15 MW循环流化床燃烧试验系统上,在O2/N2气氛中,进行了煤在高氧浓度下的燃烧试验。实验结果表明,在一次风氧气浓度49.0%～53.3%、二次风氧气浓度50.8%～56.0%时仍可以安全、稳定燃烧。煤在燃烧过程中SO2收率为92.2%～94.0%,配风对SO2收率影响不大。不同风量配比下,NOx收率为6.71%～7.64%,N2O收率为5.13%～7.23%。降低一次风氧量,有助于降低NOx收率和N2O收率。推迟二次风加入时间,有助于降低N2O收率,但会使NOx收率升高。     

模型化合物吡啶加热氧化规律研究

为研究煤中吡啶型氮的氧化规律，选取吡啶为煤的含氮模型化合物，采用傅立叶红外光谱仪(Ft-Ir)和烟气分析仪连用，在600—1400℃温度范围内，对其氧化产物进行研究．实验结果表明，吡啶氧化产物主要是NO、NO2、N2O、CO和CO2．N2O在750～900℃生成量最大；氧气量大于或等于理论氧气量的76％时，CO在650℃存在一个高峰，NOx随着温度升高而增加；氧气量等于理论氧气量的59％时，生成大量CO，抑制了NOx的生成．     

生物质与煤混合富氧燃烧过程中NO和N_2O的排放特性研究

为了研究燃烧气氛、进口氧气浓度、生物质掺混比、燃烧温度以及过量氧气系数对循环流化床(CFB)富氧燃烧过程中NO,N_2O排放特性以及燃料中N的转化特性的影响,以棉秆和大同烟煤为燃料,在50 k W循环流化床燃烧试验台上进行了空气气氛和O_2/CO_2气氛下的生物质与煤混合燃烧试验。试验结果表明:与空气气氛相比,O2/CO2气氛下,NO,N_2O的排放量和燃料中N的转化率均降低;随着进口氧气浓度和燃烧温度的升高,NO的排放量均升高,N_2O的排放量和燃料中N的转化率均降低;随着生物质掺混比的增大,NO的排放量和燃料中N的转化率降低,N_2O的排放量升高;NO,N_2O的排放量以及燃料中N的转化率均随过量氧气系数增大而升高。     

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。     

煤焦O_2/CO_2燃烧方式下NO_x生成与异相还原特性

在微型流化床反应器上,对几种典型煤焦在O2/CO2燃烧方式下不同燃烧气氛、氧气体积分数、初始循环NOx体积分数对NOx生成的影响以及煤焦/NO的异相还原进行了实验研究.实验结果表明,同一种气氛下CO2焦的N转化率大于N2气氛焦转化率;氧气体积分数提高对煤焦还原NOx既有促进也有抑制作用;初始NOx体积分数的提高对NOx还原量、还原速率均有提高.     

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气氛下石灰石脱硫特性的研究

在沉降炉中进行了石灰石的脱硫特性研究。表明用20%O2 80%CO2的混合气体作助燃气时比用空气作助燃气时有较好的脱硫效果,并能减少NOx的排放,是一种新的能同时控制CO2,SO2和NOx三种污染物的好方法。图8参8     

Effects of Tabular Stratified CO_2/O_2 Jets on Dynamic and NO_x Emission Characteristics of a Model Gas Turbine Combustor

The effects of tabular stratified CO_2/O_2 jet in cross flow on thermoacoustic instability and NO_(x )emission were experimentally studied.To explore the dependence of injection positions on flame stability,two factors were taken:the injection height and the injection direction of CO_2/O_2 gas.Results show that the injection positions seriously affect the control effectiveness.The optimum acoustic amplitude-damped ratio of thermoacoustic instability can reach 76.61%with the first layer of horizontal direction.The sound pressure amplitude declined from 56 Pa to 13.1 Pa.The concentration-damped ratio of NO_x emission can achieve 66.67%with the first layer of vertical direction.The concentration of NO_x emission declined from 50.4 mg/m~3 to 16.8mg/m~3 as the jet in cross flow rate increased.Higher oxygen ratio of stratified CO_2/O_2 jets can produce lower NO_(x )emission but higher combustion instability.The descending gradient of NO_(x )emissions is different among different injection positions.Frequency shifting of the sound pressure and flame CH*chemiluminescence emerged.The oscillation frequency declined as the flow rate of CO_2/O_2 jets increased.The unsteady long and compact flame was dispersed after CO_2/O_2 injection.The macrostructure of flame was characterized as flatter and short under jet in cross flow.The variation curves of the flame length and top view area are similar to the shape of half saddle lines.This research proved the optimal control of thermoacoustic instability and NO_x emissions with a passive method,which could be conducive to the realization of clean and secure combustion in industrial lean premixed combustors.     

煤与污泥的循环流化床富氧燃烧

结合污泥的特性与富氧燃烧技术的优点,在一个内径为100mm的循环流化床焚烧炉内进行煤与污泥的富氧燃烧试验.试验分析了不同煤泥质量比,在氧体积分数为21%～35%环境下的燃烧特性以及送风含氧量、床层温度对烟气成分的影响.结果表明:不同质量比的燃料在不同氧气氛围的燃烧特性不同;当给料量恒定时,随着送风含氧量的增大,总风量减少,炉膛的温度逐渐升高,烟气中SO2与NOx浓度都呈增大的趋势,这有利于SO2与NOx的脱除;NOx体积分数随床层温度的升高逐渐增加.     

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.     

紫外_过氧化氢法同时脱硫脱硝的研究

介绍了UV/H_2O_2脱除废气中污染物的研究进展.分析了UV/H_2O_2体系的强氧化性对模拟烟气中SO_2和NO_x的脱除作用,在最佳实验条件下,应用UV/H_2O_2对S_2和NO_x的脱除效率可达到95%以上.对UV/H_2O_2体系脱除SO_2和NO_x的反应机理进行了分析,提出自由基反应是使污染物得以氧化脱除的基础.指出此方法可用于改造现有的湿式烟气脱硫塔,使之成为具有烟气多污染物控制能力的大气污染控制设备.     

不同空气稀释剂对合成气扩散火焰NO_x生成特性的影响

针对合成气燃烧中NOx的生成机理,以结构简单的对冲火焰作为研究对象,利用化学反应动力学模型研究了不同稀释剂对火焰特性、自由基浓度及NOx生成的影响.结果表明:3种稀释剂降低NO排放效果的顺序为:CO2＞H2O＞N2,少量的CO2或H2O稀释空气时能有效地降低NOx排放;稀释剂量的增加对合成气中是否存在CH4时的影响趋势基本一致;合成气中CH4的存在降低了火焰温度和热力型NO生成,促进了快速型NO的生成;火焰拉伸率的提高使火焰温度和NO的生成降低.说明采用CO2和H2O稀释空气能有效抑制NOx的生成.     

CO2稀释燃料对富氧扩散燃烧中NOx生成的抑制作用

1前言在气体燃料或氧化剂侧添加惰性成份(作为稀释剂)是改善燃烧或抑制污染物生成的途径之一[1~6]。从本质上分析,添加稀释剂是另一种形式的烟气循环,一般为在氧化剂侧和燃料测添加H2O、N2和CO2,也有部分研究者研究了He的影响[4]。由于减排温室气体、封存CO2愈来愈成为全球性的     

O_2/CO_2气氛下高岭土和石灰石控制燃煤PM_1排放的试验研究

在O2/CO2气氛和不同温度下,在沉降炉中对分别添加2种吸附剂的2种典型褐煤进行了燃烧试验,研究了高岭土和石灰石对碱金属、重金属和硫的吸附以及温度对PM1排放特性的影响.结果表明:高岭土与煤中金属发生吸附反应,而石灰石吸附了大量的硫,使金属和硫由小于1μm的颗粒向大于1μm的颗粒转移;添加吸附剂后,2种煤的PM1排放均明显减少,且均在1100℃时减排效果最好.对PM1的减少率进行比较发现,A煤添加高岭土比B煤添加高岭土的效果好,而B煤添加石灰石比A煤添加石灰石的效果好.     

初始氧浓度对锅炉富氧燃烧和NOx排放的影响

针对某电站300MW燃煤锅炉,基于专门开发的CFX-TASCFLOW软件平台,将额定负荷下空气气氛、不同初始氧浓度φ(O2=21%、30%、35%、40%)的O2/CO2气氛,共五种工况下的炉内流动、燃烧及污染物生成进行了数值模拟。计算结果表明:O2/CO2燃烧方式下,炉膛出口烟气中CO2的浓度均可达到90%以上,便于CO2的回收;随着初始氧浓度的增大,炉内的火焰温度提高,沿炉膛高度方向温度的降低幅度增高,炉膛出口烟气温度降低,NOx的生成量小于空气气氛;飞灰可燃物在初始氧浓度为21%时最高,在初始氧浓度增至30%～40%时,飞灰可燃物大幅度下降;30%的初始氧浓度是比较合理的富氧燃烧浓度。