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     

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。     

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     

空气分离/烟气再循环技术基础研究进展

分离回收矿物燃料燃烧产生CO2的技术被认为是近期内减缓CO2排放的较为可行的措施。在众多CO2分离回收技术中,空气分离/烟气再循环技术(O2/CO2燃烧技术)具有明显的优势和较强的应用前景。本文介绍了全球CO2的排放情况,总结了空气分离/烟气再循环技术的提出背景和研究现状,并重点阐述了O2/CO2气氛下煤粉燃烧及各种污染物(SO2、NOx及超细颗粒物)的排放特性,指出了目前研究的不足之处和存在的问题。O2/CO2气氛下煤粉燃烧速率低,火焰发暗且燃烧不稳定,污染物生成及钙基脱硫剂的脱硫规律与传统方式存在明显差异,研究O2/CO2气氛下煤粉的燃烧特性及多种污染物的协同控制机理,将是今后工作的重点。     

不同O2/CO2比例气氛下富氧燃烧锅炉热力计算对比分析

采用富氧燃烧可以显著减少阻燃空气量以及烟气中非可燃气体含量,使得锅炉节能减排更加有效.不同的O2/CO2气氛下,富氧燃烧锅炉的燃烧状况随之变化,随着氧浓度的升高,炉膛内燃烧强度增强,理论燃烧温度升高,炉膛内辐射吸热量增加.介绍了富氧燃烧技术的基本特点,分析了不同O2/CO2比例气氛下富氧燃烧锅炉结构的不同,通过计算找到合适比例气氛下的富氧燃烧锅炉.     

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气氛下生物质混煤燃烧SO2排放特性的实验研究

在水平管式炉上通过在线烟气分析仪研究了O2/CO2气氛下生物质混合比例、温度、燃烧气氛及氧浓度对生物质混煤SO2排放特性的影响规律。结果表明,O2/CO2气氛下,随着生物质混合比例的增大,生物质混煤SO2释放峰值减小,SO2排放完毕的时间减少,SO2的排放量降低;随着温度的升高,生物质混煤SO2的排放量增加。O2/CO2和O2/N2气氛下随着氧浓度的增大,生物质混煤SO2的排放量均增加。相同氧浓度时,O2/CO2气氛下生物质混煤SO2的排放量略小于O2/N2气氛下的情况,其降低幅度约为5%左右。     

CO2气化对单颗粒煤富氧燃烧特性影响实验研究

富氧燃烧技术作为一种实现CO2减排的有效技术路线,是国内外的研究热点.高浓度CO2气氛下,煤的氧燃烧特性与传统的空气燃烧存在极大区别.煤的燃烧在CO2气化和O2氧化的相互竞争中进行,而该竞争机制尚不明确.针对1273 K的中温燃烧,选用单颗粒煤在竖直管式炉高温燃烧实验台上进行富氧气氛(27 ％O2/73 ％CO2,体积...     

O2/CO2粉煤燃烧技术的过程分析及烟气排放控制Q

目前减少CO2排放潜力较大、可行性较好的CCS、IGCC都离不开CO2的捕集技术。新型O2/CO2粉煤燃烧技术可以将排放烟气中的CO2浓度提高到95%,并使高温烟气回流,减少热量损失,同时又减少SO2、NOx等污染物的排放。与传统的O2/N2煤燃烧技术相比,O2/CO2粉煤燃烧技术增加了空气分离装置和烟气循环回流工艺。燃烧反应器中的主要反应包括有机物的燃烧反应、矿物质的氧化反应、脱硫剂的硫化反应等。高温烟气循环代替空气参与煤的燃烧反应能够减少能量损失,但减少的部分并不等于原有工艺排放的高温N2所带走的热损失,模型求解为Q=QA-QB。O2/CO2粉煤燃烧技术的主要优势体现在CO2高浓度捕集和液化储存环节,液化电耗约只有3%的下降,而传统技术液化电耗则可下降约27.8%左右,再加上减少的热损失,其经济性更加明显。O2/CO2粉煤燃烧技术可以对O2流量进行控制,使得不同质量的煤都得到充分燃烧。同时能够根据要求控制反应过程中排放的CO2、SO2、NOx中任意单个污染物的摩尔百分含量,通过求解目标函数f=f（XCO2,XSO2,XNOx,XCO,XH2O,…）,使其达到最优值。     

循环流化床O2／CO2燃烧技术的最新进展

对循环流化床O2/CO2燃烧技术的研究现状进行了总结,阐述了其燃烧特性和污染物排放特性,分析了O2/CO2燃烧对循环流化床锅炉设计的影响,并从技术经济角度衡量了其成本,分析了需要解决的关键问题.指出循环流化床O2/CO2燃烧技术在其发展过程中不存在难以逾越的技术瓶颈,与其它CO2减排技术相比具有一定的经济优势,是值得重点研究的一项洁净煤燃烧技术.     

富氧空气/甲烷扩散燃烧的NO抑制机理的数值研究

为了开发适用于富氧燃烧的NO抑制技术,以对向流扩散火焰这一扩散燃烧的典型形态为对象,利用所建立的基元反应动力学模型研究了燃料稀释（CO2为稀释剂）以及速度梯度的改变对富氧空气/甲烷扩散火焰中NO生成的影响.用CO2稀释燃料甲烷得到的计算结果表明,随着燃料中CO2浓度的增大,火焰结构和NO生成的机理发生了显著变化,NO排放指数EINO（Emission index of NO）单调减少.改变速度梯度发现,随着速度梯度的增加,热力型NO质量生成速率以及EINO快速下降.这些研究表明,用CO2稀释燃料以及增加速度梯度可以减少富氧火焰中NO的生成.     

富氧燃烧条件下煤焦特性研究

以大同烟煤为研究对象,在高温携带流模拟反应器上,利用平流火焰燃烧器制取真实富氧燃烧气氛下的煤焦,对不同停留时间下制取的煤焦进行工业分析,讨论停留时间对煤焦的燃尽率、固定碳和挥发份的含量的影响,当停留时间超过94ms时,煤焦的各种参数保持不变.利用热重分析仪进行煤焦的燃烧实验,讨论不同O2/CO2(20/80、30/70和40/60)气氛对煤焦燃烧特性的影响,并采用Coats - Refern法计算煤焦的活化能和指前因子等动力学参数,460～660℃范围内,背景气氛O2/CO2为30/70时煤焦的活化能和指前因子数值最大,为进一步研究煤焦在富氧燃烧气氛中的燃烧反应提供理论依据.     

基于富氧燃烧的回转式加热器优化设计

富氧燃烧技术是控制电站锅炉大气污染物排放的新型方法。针对采用该系统的燃煤电站锅炉CO2预热问题,建立了加热CO2的回转式预热器的数学模型,以换热器的直径、蓄热部分的高度、烟气以及CO2的流通面积比、转子的转速5个特征值为设计变量,年运行费用最低为目标函数,应用MATLAB实现了四种工况下CO2预热器的优化设计。结果表明,对于1025 t/h燃煤锅炉,烟气中CO2浓度为84%~88%时预热器能经济运行,且偏离最优点时对年运行费用影响较小,因此要求锅炉运行中再循环烟气量应该控制在一定的范围内。     

300 MW富氧燃烧电站锅炉的经济性分析

以300 MW亚临界燃煤锅炉为研究对象,对加入能量回收系统的富氧燃烧脱碳技术进行了技术经济性分析,并与空气燃烧+单乙醇胺(MEA)脱碳技术和常规富氧燃烧脱碳技术进行了对比分析.结果表明:空气燃烧+MEA技术导致电厂效率降低最多,而能量回收系统的加入可使在富氧燃烧方式下电厂的净效率提高2.59%;脱碳工艺的加入使得发电成本有不同程度的提高,发电成本增幅最大的是空气燃烧+MEA燃烧方式,其发电成本较参照电厂(0.270 0元/(kW·h))增至0.397 5元/(kW·h),而加入能量回收系统的富氧燃烧方式可使发电成本降为0.346 4元/(kW·h);采用MEA化学吸附法的脱碳费用(154.841元/t)远高于富氧燃烧电厂(30.365元/t),而能量回收系统的加入可使富氧燃烧电厂的CO2脱除费用进一步降低至23.322元/t.     

利用TG-FTIR研究O2/CO2气氛下焦炭氮的转化

在热重分析仪(TGA)上进行了O(2)/CO(2)及O(2) /Ar气氛下煤焦的燃烧实验,同时利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)对燃烧产物进行实时检测.结果表明,在焦炭颗粒的燃烧过程中焦炭氮会转化为HCN、HNCO、N(2)0等.与O(2)/Ar气氛下的燃烧相比,0(2) /CO(2)气氛煤焦燃烧焦炭氮的转化时间延长...