天然气燃烧的低NOx排放研究现状和发展动向

本文概述了当前天然气燃烧的低NOx排放研究现状,评述了各自的特点,指出了解决问题的重要努力方向。     

文丘里浓淡煤粉燃烧器的分离特性和阻力特性研究

通过对不同结构尺寸的文丘里管内气固两相流动的数值模拟,研究文丘里浓淡煤粉燃烧器的分离特性和阻力特性与文丘里管结构尺寸的关系,为设计和应用新型的浓淡煤粉燃烧器提供理论依据。该浓淡煤粉燃烧器将在防止燃烧器区域结渣,降低氮氧化物(NOx)排放和改善劣质煤着火特性方面发挥作用。     

烟煤煤粉及热解产物对NO的还原特性实验研究

在固定床反应器中，不同温度下将烟煤煤粉及其热解产物分别对NO进行还原性实验，研究了热解气体、焦炭以及煤粉的还原作用。结果表明，煤粉在不同温度下析出的热解气体因组成不同而具有不同的还原性。随温度升高，热解气体和焦炭的还原效果均越好。同温度下，在反应前期热解气体对NO的还原作用优于焦炭对NO的还原作用，后期则后者优于前者。煤粉对NO的还原效果均比同温度下的热解气体或焦炭的单独还原效果好，但比各自单独还原的效果总和要差，这是因为同时存在同相还原和异相还原以及二者相互竞争的影响。煤粉还原反应的前期同相还原起主要作用，后期则异相还原起主要作用。加速煤粉热解气体和焦炭的分离有利于煤粉对NO的还原。在煤粉再燃区，没有燃烧的煤粉对NO的还原贡献更大。     

凹腔火焰稳定器内气流流动的实验研究

为了进一步探究凹腔火焰稳定器内的流动特点,设计了一个简单的小型超音速风洞。并在此基础上,通过油流显示法对矩形凹腔和人字形凹腔的内部流动进行了实验观察,并将实验结果与数值模拟结果进行了对比,获得了矩形凹腔和人字形凹腔内的流动信息,结果表明:人字形凹腔内部气流有明显的向中心汇聚的趋势。实验为数值模拟提供了依据并为进一步的实验打下了基础。     

锅炉热力设计计算的一条捷径

提供了一条进行锅炉热力设计计算的捷径,推导出一公式可提前判断所选定的初参数是否合适,为设计人员免去许多重复运算.     

烟气自循环加热炉内预热空气温度对燃烧过程的影响

高温空气燃烧技术中预热空气温度对炉膛内的燃烧特性及火焰特性有重要的影响。就不同预热空气温度对烟气自循环加热炉的影响进行了模拟研究。结果发现：预热空气温度一般加热到900～1100K为最佳。NOx浓度随着预热空气温度的升高而增大,一旦预热空气温度超过1500K,NOx的生成量将急剧升高。     

不同加热功率下充液率对无芯环路热管性能的影响

设计了以铝为管材、丙酮为传热工质的无芯环路热管。其蒸发段采用加热带加热,冷凝段用风冷降温。热管依靠蒸发压头使工质循环,并依靠重力作用,使冷凝液回流到蒸发段。搭建试验台并研究了不同加热功率下充液率对无芯环路热管的传热温差、传热量、热效率、热阻和当量导热系数的影响。结果表明:加热功率为150.00 W、充液率为30%时,无芯环路热管的均温性最好;传热温差和热阻均最小,分别为6.75℃、0.045 K/W。传热量132.00 W、热效率0.88、当量导热系数168 125 W/(m·K),均达到最大值。所以,该无芯环路热管在本实验研究范围内的最佳工作条件为加热功率150.00 W、充液率30%。     

油泥与木屑共气化协同效应研究

针对油泥和木屑共气化处理工艺,以CO₂为气化剂,利用热重分析系统考察木屑、油泥及其共混物的气化特性,研究了不同比例的混合物共气化的协同效应。利用螺旋气化反应装置对不同比例的混合物进行气化实验,分析对比气化实验三相产物产率的实验值和理论计算值。研究发现：木屑的气化性能优于油泥,混合物中木屑含量的增加可显著提高油泥的气化性能和气化反应活性,油泥含量的增多可增强木屑的气化反应;混合物气化反应的质量损失速率实验值曲线在挥发分析出和气化阶段均低于计算值曲线;混合物气化反应的气相产率随混合物中木屑含量的增大而增大,油泥/木屑质量比为6/4的共混物气体产率可达48.48%,且实验值比理论计算值高20.05%。研究表明,木屑与油泥共气化反应存在显著的协同效应。     

基于TG-FTIR的水泥生料在N2气氛下热分解动力学研究

基于TG-FTIR研究了在N2气氛下水泥生料的热分解过程.根据不同升温速率下水泥生料热重试验的TG-DTG曲线得出,随着升温速率的增加,水泥生料的热分解反应发生在更高的温度区间,并且缩短了其分解所需时间.结合不同的动力学分析方法求得水泥生料在N2气氛下热分解的活化能E=156.102 kJ·mol-1,指前因子A=3.91×106 min-1,确定了水泥生料热分解反应机理模型为三维相界面反应模型R3.通过FTIR分析可知,在800 ～863℃温度区间有大量的SO2产生.     

低NOx改造方案中煤粉再燃风喷口位置的选择

针对国内某热电公司410 t/h四角切圆燃烧锅炉,基于CFD软件平台,采用常规煤粉做再燃燃料,在额定负荷下分别对原有方案和4种不同再燃风喷口位置的改造方案的炉内燃烧及污染物生成进行数值模拟,选择出最优方案实施改造。结果表明,再燃改造燃烧器区间增大,燃烧器区域容积热负荷qv降低,可以有效降低炉膛最高温度,从而抑制热力型NOx的生成。主燃区低氧燃烧可以抑制NOx的生成,使得进入再燃区具有较低的NOx浓度,还原效果更好。再燃风喷口位置越低,受主燃区的干扰越大,还原效果差;再燃风喷口位置越高,停留时间短,还原效果也差,同时炉膛出口烟温越高,飞灰含碳量也越高;选择合适的再燃风喷口位置,可以取得较好的还原效果。通过采用主燃区低氧燃烧,选择合适的再燃风喷口位置,以及燃尽风的作用,使得改造脱硝率达到47.66%,而且锅炉各参数运行稳定,同时锅炉热效率也略有增加,因此对于灰分较低的易燃尽烟煤来说,实施常规煤粉再燃改造可以获得比较满意的效果。工程实践表明,数值计算结果与实际运行数据吻合良好。