生物质成型燃料层燃NO排放特性研究

在层燃单元体炉上研究了生物质成型燃料的NO排放特性,采用热电偶和烟气分析仪对生物质成型燃料层燃过程中床层温度和表面气氛进行监测,分析了生物质成型燃料的燃烧特性和NO排放特性。试验结果表明,生物质成型燃料层燃分为火焰传播段和焦炭燃尽段。NO主要在火焰传播段生成,而在焦炭燃尽段,由于焦炭的还原作用,NO排放量逐渐降低,此外,NO排放总量随着一次风量的增加先减小后变大。     

不同过量空气系数下层燃炉煤层NO_x析出特性研究

层燃炉燃煤特性和煤粉炉燃煤特性差异很大,为了了解过量空气系数对层燃炉NOx析出特性的影响,在层燃单元体炉上进行了不同过量空气系数下煤层表面NOx析出特性的对比实验。发现增大过量空气系数可强化燃烧,加快火焰锋面传递,提高燃烧温度;在挥发分析出阶段促进挥发分析出,增强还原性气氛,抑制NOx生成;在焦炭燃烧阶段提高氧浓度,促进NOx生成,降低了焦炭对NOx还原效果。     

增压富氧鼓泡床的NO生成特性

搭建小型增压富氧燃烧鼓泡床试验台,以试验结果为基础结合偏最小二乘法对增压富氧燃煤NO生成特性进行了研究和分析.试验结果表明,压力对NO排放规律的影响与反应气氛中的氧体积分数有关.在增压空气燃烧时,随着系统总压的升高,燃烧过程中NO的生成量有明显降低,但在增压富氧燃烧时,系统总压升高后,燃煤NO生成量反而逐渐增加.分析显示,在加压燃烧过程中,挥发分燃烧速率增加对煤粉热解的促进作用与CO和焦炭对NO的还原作用共同决定了燃煤NO的生成特性.在低氧气体积分数时,系统总压升高后CO和焦炭对NO的还原作用强于燃料氮的氧化作用,导致燃料氮的NO转化率逐渐下降,但是在高氧体积分数时,系统总压升高后,快速燃烧的挥发分使得挥发分氮的释放和转化强于CO和焦炭的还原作用,导致燃料氮的NO转化率逐渐增加.     

煤和生物质床层燃烧氮氧化物生成规律的对比研究

为揭示和评估燃料特性对床层燃烧过程中氮氧化物生成规律的影响,选取了燃煤与生物质成型颗粒这两种代表性燃料,在单元体炉试验台上模拟层燃反应过程,并测定了床层表面和内部的温度及气氛.结果表明:无论燃煤还是生物质,床层内部的氮氧化物浓度峰值都显著高于床层表面,证实了炭层对氮氧化物优良的还原作用.生物质与燃煤相比火焰锋面处的氮氧...     

空气分级燃烧下NO_x生成特性的研究

利用数值模拟方法对空气分级燃烧下NOx的生成特性进行了研究,分析了燃烧器附近局部区域和炉膛整体区域NOx的反应速率,得到了不同燃尽风率下NOx的生成特性.结果表明:NOx主要产生于燃烧初期,当燃料与O2混合不充分时会发生NOx的还原反应;从炉膛整体来看,燃料型NOx的生成速率明显大于热力型NOx,主燃区和燃尽区均生成燃料型NOx,而热力型NOx几乎只在温度很高的主燃区生成,且对O2体积分数的敏感性弱于燃料型NOx;主燃区和燃尽区NOx反应速率的主要控制因素分别为O2体积分数和焦炭燃烧速率;燃尽风率增大,主燃区NOx生成速率和生成区域减小,还原区域增大,NOx排放质量浓度明显减小.     

基于反扩散火焰的低NOx旋流燃烧器数值模拟

采用非预混稳态小火焰模型（Steady Flamelet Model,SFM）耦合110步甲烷燃烧简化机理和Realizable k-ε模型对反扩散-旋流低氮燃烧器进行模拟,对比分析了不同旋流角度（30°,45°和60°）及过量空气系数（1.05,110,115和1.20）下燃烧时燃烧室内各截面轴向速度分布、中心截面温度及NOx质量浓度分布。详细研究了燃烧室内天然气与空气的燃烧特性及NOx的排放规律。模拟结果表明：随着旋流叶片角度逐渐增大,燃烧室内回流作用逐渐增强,导致火焰长度变短、燃烧室内最高温度及出口NO质量浓度逐渐降低;在旋流叶片角度为60°时,出口NO质量浓度仅为114 mg/m3;随着过量空气系数逐渐增大,火焰末端温度逐渐提高,导致燃烧室出口NO排放量逐渐增大;在过量空气系数为1.2时,出口NO质量浓度达到294 mg/m3,相比于过量空气系数为1.05时,其NO排放量增加153%。     

超细煤粉燃烧氮氧化物释放特性的研究

通过试验和数值模拟，对超细煤粉在一维热态煤粉炉内燃烧时煤粉粒度、炉膛温度、过量空气系数、煤种等因素对NOx释放特性的影响规律进行了研究。研究结果表明：超细煤粉NOx的排放浓度低于常规粒度煤粉；NOx的排放浓度，随过量空气系数的增加而明显增加；煤种不同，NOx释放规律不同，煤粉超细化后，龙口褐煤的排放量明显减少，晋城无烟煤则变化不大；NOx的排放浓度随温度的升高而升高，但温度升高到一定值后，NOx的排放浓度却呈现下降趋势。以超细煤粉作为再燃燃料，NOx的还原率将比常规粒度煤粉再燃有所提高，褐煤作为再燃燃料时，效果更明显。模拟计算与试验结果较为吻合。图6表2参2     

掺烧石油焦410t_h循环流化床锅炉NO_x排放特性研究

在掺烧石油焦的410 t/h循环流化床锅炉上就运行参数对NOx排放特性的影响进行了试验研究,阐述了燃用烟煤、70％烟煤 30％石油焦和50％无烟煤 50％石油焦等3种不同燃料时,NOx排放浓度随温度、过量空气系数、一次风率和钙硫比等参数变化而改变的规律.结果表明,燃用不同燃料,NOx排放浓度与其挥发分含量呈正相关关系;随温度的提高,NOx排放浓度增大;炉膛气氛对NOx排放浓度影响巨大,随过量空气系数和一次风率增大,NOx排放浓度增大;随钙硫摩尔比增大,NOx排放浓度减小.试验结果对掺烧石油焦的循环流化床锅炉运行具有参考作用.     

全尺寸燃煤锅炉NO_x排放多影响因素的数值模拟分析

煤粉锅炉产生的大量氮氧化物是当前亟待解决的环境污染问题。通过CFD软件平台,以1台四角切圆锅炉为研究对象,建立了混烧情况下煤粉燃烧氮氧化物生成的计算模型,并通过正交方法设计工况,进行数值模拟,研究了影响NOx排放的不同因素。结果表明:过量空气系数是影响NOx生成的最重要因素,NOx排放浓度随着过量空气系数的增大而增加;增加SOFA风量和采用低位磨也能降低NOx排放;另外,锅炉负荷、燃用煤种、煤粉细度也对NOx排放有一定影响。     

焦炭氮释放和NOx生成与还原特性的实验研究

在沉降炉上开展低挥发分贫煤焦炭燃烧实验,研究了反应温度(1 100～1 300℃)、氧气体积分数(0～15%)和初始NO体积分数(0～500 mL/m³)对焦炭氮释放和NO_x生成与还原特性的影响。结果表明：在1 300℃无氧条件下,焦炭和NO发生异相还原反应,随着初始NO体积分数由0增加至500 mL/m³,NO_x还原率由0增加至93.4%。在焦炭燃烧条件下,焦炭氮释放并氧化生成NO_x,此时增加初始NO体积分数抑制焦炭氮向NO_x转化。随着反应温度升高、氧气体积分数降低或初始NO体积分数增加,焦炭氮向NO_x的表观转化率均有所降低。当反应温度为1 300℃、氧气体积分数为5%时,随着初始NO体积分数由0增加至500 mL/m³,焦炭对NO_x的还原作用逐渐增强,NO_x表观转化率由7.9%逐渐降低至-24.2%。     

CFB锅炉燃烧福建无烟煤低排污运行的工业型试验

在一台 75t/h的工业循环流化床锅炉进行试验 ,测试过量空气系数、二次风率和煤种变化对燃用福建无烟煤的循环流化床锅炉运行中NOx、SO2 、C0等污染物排放及飞灰燃烬度的影响 ,结果表明 ,在一定的过量空气范围内随过量空气系数的增大 ,NOx 的排放浓度降低 ;CO的排放浓度降低 ;飞灰含碳量显著减少 ;SO2 的排放浓度减少并趋于稳定 ,在一定范围内提高过量空气系数对于以福建无烟煤为燃料的CFB锅炉的炉内自脱硫燃烧有正面作用。当α不变时 ,氮氧化物的排放浓度随二次风率的增加而降低 ;可能存在有最佳二次风率 ,使得燃料氮的转化率最低     

CFB锅炉燃烧福建无烟煤低排污运行的工业型试验

在一台75t／h的工业循环流化床锅炉进行试验，测试过量空气系数、二次风率和煤种变化对燃用福建无烟煤的循环流化床锅炉运行中NOx、SO2、C0等污染物排放及飞灰燃烬度的影响，结果表明，在一定的过量空气范围内随过量空气系数的增大，NOx的排放浓度降低；CO的排放浓度降低；飞灰含碳量显著减少；SO2的排放浓度减少并趋于稳定，在一定范围内提高过量空气系数对于以福建无烟煤为燃料的CFB锅炉的炉内自脱硫燃烧有正面作用。当a不变时，氮氧化物的排放浓度随二次风率的增加而降低；可能存在有最佳二次风率，使得燃料氮的转化率最低。     

富燃料区喷氨降低无烟煤NO_x排放的实验研究

在一维电加热管式沉降炉上对富燃料区喷氨——空气分级基础上向主燃料区喷氨还原NOx进行了实验研究。研究发现:主燃区过量空气系数、主燃区温度、化学计量比NSR对脱硝效率有着重要影响。主燃区过量空气系数越小,脱硝效率越高。主燃区过量空气系数SR=0.75时,喷氨不能明显提高脱硝效率。在1100℃下,当主燃区过量空气系数SR=0.95和0.90时,喷氨能进一步提高近20%的脱硝效率。在一定范围过量空气系数SR下,温度越高脱硝效率越高。但高温对较大主燃区过量空气系数SR下喷氨是不利的。绝大部分实验工况下,当NSR处于1.5~2.0时能取得最佳的脱硝效率。     

木粉与塑料粉循环流化床中共燃的NOx生成研究

为减少废塑料在焚烧过程中NOx的生成及充分利用生物质能,提出在循环流化床中将废塑料和生物质进行共燃的处理方法.在实验室循环流化床装置上进行了木粉和塑料粉的共燃实验,研究了温度、木粉和塑料粉混合比例对NO和NO2生成浓度的影响.实验结果表明:随温度升高,NO生成浓度升高,而NO2生成浓度迅速降低;随木粉和塑料粉混合比例增加,NO和NO2生成浓度均降低;共燃时NO的生成量低于2种物料单独焚烧时其生成量的线性叠加,实验条件下NO的减少量最高达43.3%.为寻找二者共燃时NOx生成的一般性规律,采用径向基神经网络建立了NO生成的预测模型,预测结果表明该模型具有很高的准确性.     

床层内固体垃圾燃烧过程及一次风温影响的研究

为了更好地了解层燃垃圾焚烧炉的燃烧过程,建立了垃圾焚烧层燃炉固定床热态试验台.对焚烧过程中固定床内温度、气氛浓度、床层重量和料层高度随时间变化进行了实验研究,从而得到它们的变化规律;进一步研究床层产生的气体成分随一次风温的变化;针对NO研究有害气氛的影响因素和生成规律.通过试验研究,更好地了解层燃垃圾焚烧炉的燃烧过程,试验结果为垃圾焚烧炉的设计和优化运行提供了可靠的依据.     

颗粒粒径对层燃炉煤层NO_x析出影响的研究

为探究煤颗粒粒径对层燃炉煤层NOx析出特性的影响,在层燃单元体实验台上进行了不同煤种不同颗粒粒径(5-10 mm和12-20 mm)的燃烧实验。实验中测试了煤层表面NOx浓度和O2、CO2、CO、H2浓度,并对比分析了颗粒粒径对层燃炉燃烧特性和NOx析出特性的影响,以及CO对NOx析出特性的影响。结果表明:NOx浓度沿炉排呈现双峰分布的特点,且第一个峰值大于第二个峰值,燃烧初期挥发分氮被氧化形成大量NOx;小粒径煤颗粒延长了燃烧时间;大粒径煤颗粒灰层扩散系数更小,在燃烧前期析出较少NOx,但在燃烧后期析出较多NOx;煤层表面CO和NOx有很好的关联性,CO浓度峰值正好对应NOx浓度的谷值,CO强化了焦炭与NO的异相还原反应。     

煤粉燃烧时NOx析出规律的试验研究

在一维沉降炉上系统地考察了煤粉燃烧时NOx的沿程排放特性及其影响因素.试验表明,NOx的生成与炉温、煤粉粒度、煤种、过量空气系数等因素密切相关;在其它条件相同的情况下,NOx的生成浓度随过量空气系数的增大而增大;随着温度的升高略有增大;挥发分含量、氮含量高的煤种NOx的生成也相对较多;煤粉燃烧存在一个临界粒径(dc).当d＞dc时,其NOx浓度随粒径的增大而减小;当d＜dc时,其NOx浓度随粒径的减小而减小.(通过对NOx生成规律的分析研究,对今后低NOx燃烧技术的改进具有一定的指导意义.)     

燃煤电站锅炉NOx排放影响因素的数值模拟分析

燃煤电站锅炉是氮氧化物(NOx)的主要污染源之一,通过CFD软件平台,使用数值计算的方法对实际电站锅炉不同的燃烧工况进行数值模拟,研究影响燃煤电站锅炉NOx排放的不同因素。计算结果表明:过量空气系数是影响NOx生成的重要因素之一,NOx排放浓度随着过量空气系数的增大而增加;改变二次风配风方式也能影响NOx的生成,在计算的3种工况中,均等型配风生成的NOx浓度最低,倒塔型次之,束腰型最大;改变二次风偏转角度能影响NOx的生成量,NOx排放浓度随着二次风偏转角度的增大而减小。     

层燃炉低NOX再燃烧技术的实验研究

在分析煤燃烧过程中NOx生成及破坏机理的基础上，提出采用再燃烧技术降低层燃炉NOx排放的方法，并通过热态单元体模拟炉，在不同高度上布置再燃燃料喷嘴和燃尽风喷嘴，实验研究了再燃燃料量、再燃区停留时间和主燃区空气过剩系数等因素对层燃炉NOx排放的影响。结果表明：采用再燃烧技术能有效降低NOx的排放，在实验条件下，降低NOx排放的最大值约为60％。图3表1参3     

高炉煤气燃烧数值模拟研究

研究高炉煤气燃烧特性对于钢铁企业节能减排、降本增效具有十分重要的现实意义。基于数值模拟方法研究高炉煤气的燃烧特性,探讨空气过量系数、预热温度和富氧率等因素对燃烧温度及NOx浓度分布的影响规律,为改进高炉煤气燃烧技术提供理论依据。研究表明:空气过量系数增加使反应后平衡温度降低,燃烧温度峰值、反应平衡温度随空气预热温度及富氧率的增加而升高,NOx排放随三个因素的增加而增加,综合考虑,纯高炉煤气燃烧空气过量系数应取1.1,空气预热温度选700 K,富氧率控制在25%。