生物质再燃脱硝及异相还原研究

利用携带流反应器研究再燃燃料种类(稻秆、麦秆、棉花秆、稻壳、麦秆焦)、再燃燃料比Rff、再燃区反应温度t2、再燃区过量空气系数α2、再燃燃料粒径dp等因素对脱硝效率的影响,分析了麦秆焦异相还原NO对总脱硝效率的贡献。结果表明:4种生物质中棉花秆脱硝效果最好,麦秆次之,稻壳和稻秆较差;在相同α2下,t2=900～1100℃内,生物质再燃脱硝效率随着t2的提高而增加;对于粒径小于425μm生物质再燃燃料,其再燃脱硝效率随粒径减小略有增加;随着α2的降低和Rff的提高,生物质再燃脱硝效率均呈现先上升后下降的趋势,在α2=0.7～0.8,Rff=20%～25%条件下,可以获得较高的脱硝效率,各种生物质再燃脱硝效率均在50%以上;在Rff=10%～26%,麦秆焦异相还原NO的贡献在59%～68%,且呈现中间低两头高的趋势。     

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%。     

生物质废弃物再燃降低NOx排放的试验研究

再燃技术降低锅炉NOx排放是当前炉内脱硝的重要技术。在小型滴管炉内进行了采用生物质废弃物作为再燃燃料还原模拟烟气中NO的热态试验。通过改变生物质种类、再燃区反应温度、再燃燃料量等试验条件，获得再燃区NO被还原的试验结果，并对结果进行了简要分析。     

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。     

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。     

生物质再燃还原NOx的机理分析

生物质是用于煤粉炉再燃脱硝的重要燃料。分析了生物质快速热解还原NOx的机理。生物质热解的主要产物是H2、CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8、焦炭、焦油和灰分等。生物质中的氮热解转化为HCN和NH3,二者对还原NOx有很大的影响。生物质再燃主要是通过碳氢化合物还原NOx,HCCO+NOx和CHi(特别是CH3)+NOx是最重要的反应,CHi在CH4脱硝过程中最重要,HCCO在C2脱硝过程中占主导作用。CO、H2、焦油和灰中的碱金属对还原NOx起到一定的促进作用。     

生物质再燃减少燃煤锅炉NO_x排放的研究及应用

简述了生物质再燃技术的原理与应用现状,包括直接再燃和气化再燃,还提出将生物质热解多联产技术应用到再燃技术上。生物质用于燃煤锅炉再燃,既可以合理利用生物质,又能有效降低燃煤锅炉的NOx排放,理论减排率可达40%～90%,具有广阔的推广和应用前景。     

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。     

O2/CO2燃煤气氛下有机钙再燃脱硝性能

采用沉降炉实验系统研究了O2/CO2燃煤气氛下醋酸钙、醋酸调质石灰石和木醋调质石灰石再燃脱硝性能,探索了CO2浓度、温度、再燃比、氧浓度、停留时间、SO2、氨氮比等反应参数对再燃和先进再燃脱硝的影响。结果表明：O2/CO2气氛下,提高CO2浓度有助于有机钙再燃脱硝反应。有机钙再燃和先进再燃脱硝适宜工况参数：温度范围1223~1373 K、再燃比为14%~17%、再燃区入口氧浓度为3%左右、停留时间为0.8 s,氨氮比为0.75。典型工况条件下,有机钙基本再燃脱硝效率为62.0%~82.7%,先进再燃脱硝效率88.3%~95.6%。醋酸和木醋调质石灰石再燃和先进再燃脱硝性能略优于醋酸钙。O2/CO2气氛下有机钙再燃在最佳脱硫温度下不能获得最大脱硝效率,先进再燃可以明显改善脱硝性能。最佳反应条件下木醋调质石灰石先进再燃脱硫脱硝效率分别为73.2%和94.8%。     

三次风细煤粉再燃脱硝技术的可行性

对于我国为数众多带中储式制粉系统的燃煤锅炉,如何将三次风系统进行细煤粉再燃技术改造以降低NOx的排放是一个重要课题。给出了多种实现三次风细粉再燃脱硝的措施和方法,进行了细致的技术分析,并讨论了再燃脱硝技术开发时必须注意的若干问题。分析结果表明,将三次风系统进行综合改造后形成的三次风再燃脱硝技术,在燃用高挥发分烟煤和褐煤时是可行的。     

水煤浆再燃降低NOx排放技术的应用前景分析

再燃技术是目前较为经济、可以获得较满意的降低NOx排放效果的一种方法.通过研究再燃技术燃烧组织方式及再燃反应机理,分析了水煤浆作为再燃燃料的特点和应用前景.研究结果认为,发展水煤浆再燃具有一定的社会效益和经济效益.     

采用超细煤粉再燃技术降低氮氧化物排放

采用超细煤粉再燃，降低氮氧化物排放的技术是将超细煤粉作为再燃燃料，解决常规粒度煤粉再燃未完全燃烧损失较大、氮氧化物还原率低的问题。该技术符合我国以煤为主的能源结构，初始投资和运行成本较低，是一种很有前途的低氮氧化物排放技术。介绍再燃低氧化物技术及其影响因素，提出该技术工程应用需注意的问题。     

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。     

生物质气再燃脱除燃煤流化床N_2O的研究进展

N2O是一种温室效应很强的氮氧化物气体,对臭氧层能产生较大的破坏作用。介绍了温室气体N2O的排放和危害、生物质再燃脱除N2O技术的研究现状,分析了再燃温度、再燃比、过量空气系数、停留时间等因素的变化对N2O还原分解的影响,并讨论了目前N2O减排的主要方法,其中利用生物质气化气催化还原是今后N2O减排的主要发展方向。     

生物质气化气还原NO的化学反应动力学机制及数值模拟

采用生物质燃料再燃方式既能减少NOx排放,又能减少CO2、SOx排放,因此生物质燃料再燃是具有优势的生物质能利用方式,成为再燃技术研究的新方向。生物质气化再燃相比较直接再燃,气化后再燃不会破坏锅炉的灰成分,同时锅炉受热面的积灰、结渣、腐蚀等问题也可以避免,尤其适合难以直接燃烧的生物质。生物质气化气还原NO的化学反应动力学机制研究有助于深入理解再燃过程,优化再燃效果。提出1套详细的化学反应动力学机制,并对稻杆气化气的再燃进行模拟与分析,针对温度、当量比这2个重要再燃参数,得出稻杆气化气再燃的最佳当量比为φ=1.1~1.5,最佳温度范围在1 300 K以上。     

常规煤粉再燃技术在电站锅炉上的应用

在一台HG-410/9.8-YW15型煤粉锅炉上进行了常规煤粉再燃技术示范,研究了常规煤粉再燃技术的NOx脱除效果,分析了技术实施对锅炉效率、炉膛温度、结渣等的影响。满负荷下,采用常规煤粉再燃技术后,锅炉NOx排放降低到了268 mg/m3(标准状态),NOx脱除率达到了51%。低负荷下NOx脱除率更高,可达到57%。采用常规煤粉再燃技术后,锅炉蒸汽参数和减温水量正常,锅炉飞灰含碳量为2.33%,对锅炉效率和飞灰的资源化利用影响很小。由于采用低氧运行方式,锅炉效率有所升高。满负荷时炉内主燃区温度较改造前升高,这有利于稳定燃烧;再燃喷口以上区域炉膛温度改造前后基本不变。再燃技术不会影响锅炉的低负荷稳燃能力。由于采取了一系列防结焦措施,技术改造没有给锅炉带来结焦问题。     

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。