超细煤粉的细度对再燃还原NO的影响

以烟煤和褐煤混煤的超细煤粉作为再燃燃料，用N2、O2、CO2、NO配制模拟烟气，在立式携带流反应器中进行了煤粉再燃还原NO的实验，研究了超细煤粉的细度对炉内1300℃高温烟气中再燃还原NO的影响。结果表明：①超细煤粉在再燃区内最佳停留时间约为0．8s：②NO的还原效率随着超细煤粉细度提高而增大；③在再燃燃料比为20％～25％、再燃区的初始氧浓度为4％—6％的工况范围内，煤粉细度对NO还原效率的影响显著；④在保证一定的NO排放浓度水平的情况下，使用较细的超细煤粉作为再燃燃料时，可以减少再燃燃料的投入量。     

煤粉再燃还原NO的实验研究

利用煤粉再燃降低NOx的排放是适合我国国情的有效技术。通过试验研究影响还原NO效果的各种因素,得出不同煤种还原NO的能力是不同的,挥发分高的烟煤、褐煤还原NO效果比贫煤、无烟煤好。对于同种煤种来说,要取得好的再燃效果,必须保持较低的过量空气系数、较高的再燃区温度、较小的煤粉粒径和合适的再燃燃料量。     

超细煤焦的细度对再燃还原NO的影响

以烟煤和褐煤混煤超细煤粉制作的煤焦作为再燃燃料，用N2，O2，CO2，NO配制模拟烟气，在立式携带流反应器中进行了煤焦再燃还原NO的实验，研究了超细煤焦的细度对炉内1300℃高温烟气中再燃还原NO 的影响。结果表明：①NO 的还原效率随着超细煤焦细度的提高而增大；②在再燃燃料比为20%~25%、再燃区的初始氧浓度为2%~4%的工况范围内，煤焦细度对NO 还原效率的影响显著；③在其它情况相同的条件下，当煤焦细度由154mm筛下提高到71mm筛下时，再燃还原NO的效率增加幅度不大；当煤焦细度由71mm筛下提高到45mm筛下时，再燃还原NO的效率大幅度增加；④NO还原效率与煤焦粒径的2次方成反比。     

影响超细煤粉再燃NOx排放的研究进展

超细煤粉再燃技术是一项清洁、高效的新型燃烧技术,具有稳燃效果好、燃烧效率高、NOx排放低、综合经济性高等优点.阐述了超细煤粉再燃还原NOx的机理,对影响超细煤粉再燃NOx排放的因素如细度、投入量、煤种、再燃温度、再燃区停留时间等进行了分析,着重介绍了世界各国对超细煤粉再燃降低NOx排放研究的进展情况.     

再燃过程再燃煤粉燃料C释放特性的试验研究

再燃煤粉中C是重要的NO还原剂，也是煤中主要可燃质，其释放特性是影响NO还原效率及再燃煤粉燃尽的关键因素。在携带炉煤粉再燃试验过程中采集了不同实验条件下的煤焦样，对采集样品的元素构成进行了测定。对不同煤粉细度、再燃燃料比和再燃区氧量下再燃煤粉燃料C的释放规律进行了分析；以燃料H作为挥发分的示踪物，对挥发分C与煤焦C的释放时段进行了对比分析；研究了燃料C释放与NO还原效率间的关系。试验与分析结果表明，在0．2s以前，挥发分的释放与煤焦的氧化和气化是同步进行的，因而挥发分C的释放与煤焦C的释放也是同步进行的；0．4s时，挥发分释放完全，以后，燃料C主要以煤焦C的形式释放；再燃燃料比与氧量的改变主要影响0．2s后煤焦C的释放；煤粉细度对挥发分C与煤焦C的释放均有影响，对于一定量的煤粉，其煤焦的氧化与气化速率与煤粉粒径的平方成反比关系，细化再燃煤粉，不仅有利于煤粉的燃尽，还有利于提高NO的还原效率。     

多煤阶煤粉再燃脱硝特性的试验研究

利用管式石英反应器研究了5类煤种的再燃脱硝能力,分析了气流氧含量、煤种挥发分含量、灰分金属氧化物组分对再燃脱硝效果的影响.实验结果表明:随着气流氧含量的升高,挥发分以及焦炭的脱硝效率均降低,但脱硝效率对氧含量的敏感度呈下降趋势;挥发分均相还原所得脱硝效率在实验工况范围内均远高于焦炭非均相还原所得脱硝效率,但其对氧含量的敏感度亦最高;对于所涉及煤种的整体脱硝效率,褐煤最好,烟煤次之,无烟煤最差;煤种挥发分以及某些金属氧化物的含量对脱硝效果起到重要作用,两者缺一则脱硝效率可能明显降低.     

再燃过程再燃煤粉燃料N释放规律的试验研究

再燃煤粉燃料N的释放特性是影响再燃过程中NO还原效率的关键因素。在携带炉煤粉再燃试验过程中采集了不同实验条件下经历不同反应时间的煤焦样，对其元素构成进行了测定，并分析了不同煤粉细度、再燃燃料比和再燃区氧量下再燃煤粉燃料N的释放规律，研究了燃料N释放与NO还原效率间的关系，并对N、H、O等元素的释放速率进行了比较。结果表明，在不同实验条件下，再燃煤粉燃料N的释放对NO还原效率的影响规律也不相同，减小再燃煤粉粒径可促进燃料N迅速释放，有利于提高NO还原效率；降低再燃燃料比或提高再燃区氧量也可促进燃料N迅速释放，但会导致NO还原效率下降；再燃区初始氧量小于4％时，氧量改变对燃料N的释放速率影响显著。在相同的实验条件下，燃料N的释放速率比燃料H和燃料O的释放速率小。     

煤粉再燃过程再燃煤比脱硝量的实验研究

对于煤粉再燃过程,定义单位质量再燃煤粉还原NO量为比脱硝量。在煤粉携带炉上进行再燃实验。对不同工况下NO还原效率与比脱硝量进行对比研究,分析O2浓度、再燃燃料比与煤粉细度对比脱硝量的影响规律。实验与分析结果表明：NO还原效率高并不意味比脱硝量高;NO还原效率随O2浓度降低和再燃燃料比增加而单调增加,但比脱硝量变化规律相对复杂。不同细度煤粉达到最高比脱硝量的工况不同。过量空气系数为0.3~0.65的范围为高比脱硝量区。煤粉粒径减小、反应时间增加导致NO还原效率与比脱硝量增加。     

再燃烧条件下煤焦还原NO特性的研究

在携带流反应装置中,研究了不同煤焦制备和反应条件下煤焦异相还原NO的特性,分析了煤种、热解条件(热解温度、煤粉热解时粒径和热解气氛)和反应条件(煤焦还原NO时的反应温度、环境气氛)等因素对煤焦还原NO特性的影响。结果表明,挥发分含量较高的煤种,其煤焦对NO的还原能力较强;热解温度的提高导致生成煤焦还原NO能力下降;小粒径煤粉热解生成的煤焦较大粒径煤粒热解生成的煤焦对NO的还原率高;煤粉在一次燃烧区过量空气系数为1.0~1.2的烟气气氛中热解时,生成的煤焦对NO的还原能力无明显差别;参与反应的煤焦颗粒周围烟气气氛对煤焦还原NO的影响较大,在SR1为0.9~1.3范围内,NO还原效率呈现两头高中间低的特性,且当SR1=1.1时,NO还原率最低;在高温氧化性气氛中,随反应温度的提高,煤焦还原NO的效率增加。     

超细煤粉再燃的模拟计算与试验研究

超细煤粉再燃技术脱氮效率高而运行费用低，是最行之有效的低NOx燃烧技术之一。通过模拟计算与试验方法，对一维热态煤粉炉内煤粉再燃，再燃区温度、过量空气系数、再燃燃料喷射速度和再燃燃料粒度对NOx还原率的影响规律进行了研究。研究结果表明：最佳再燃区温度为1200℃：最佳再燃区过量空气系数为0．9左右；再燃燃料喷射速度越高，NOx还原率越高；再燃燃料越细，对NOx的还原作用越强，最佳再燃燃料粒度为20μm。与常规煤粉再燃相比，以超细煤粉作为再燃燃料，不仅对燃烧效率影响较小，而且对NOx的还原效率也明显提高。     

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。     

煤粉热解气还原NO的数值研究

基于详细的化学动力学模型Dagaut机理(1 006个反应,145种组分),利用Chemkin4.1软件中柱塞流反应器模型模拟了煤粉热解气再燃还原NO的反应过程,揭示了影响热解气还原NO 2种主要因素(温度和当量比)的作用规律,并研究了热解气中含硫组分对NO还原的影响。结果表明：当量比一定时,温度高于1 100 K后不利于热解气还原NO,当量比为1.25时热解气还原NO的最佳温度是1 100 K;温度一定时,随着当量比增加NO还原效率升高,1 200 K时热解气还原NO最佳当量比范围为1.2~1.6,且随着当量比增加反应器中HCN和NH3浓度增大,而N2浓度减少;在模拟的工况中,热解气中的H2S和SO2对NO还原效率的影响不超过5%,且H2S对NO脱除的影响大于SO2。     

地下气化煤气作为多组分还原性气体脱硝的实验研究

为了揭示再燃过程中地下气化煤气作为多组分还原性气体(H2、CO等)降低还原NO的影响规律,在气体反应器实验台上进行了多组分还原性气体脱硝的实验研究。实验结果表明：反应温度不变时,化学当量比增大,NO脱除率逐渐降低;化学当量比较低时,随着反应温度的升高,NO脱除率逐渐升高;化学当量比较高时,再燃区存在一个最佳反应温度条件;停留时间对多组分气体再燃脱硝的影响规律表明,为提高再燃过程的脱硝效率,在锅炉设计时应尽量增加再燃燃料在再燃区的停留时间;再燃燃料比的增加使再燃区还原性气体浓度增加,这必然提高NO与还原性气体的反应速率,有利于进一步提高NO脱除。实验结果有利于了解多组分还原性气体再燃降低还原NO特性,组织良好的燃烧条件,可为理论研究提供参考依据。     

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。     

粉煤和石灰石加入位置对循环流化床燃煤过程NOx与N2O排放的影响

在30kW的循环流化床(CFB)上进行3种煤的燃烧实验,考察了粉煤和脱硫剂加入位置、分级燃烧以及空气过剩系数对NOX和N2O排放的影响。所采用的CFB燃煤系统由提升管和下行床构成,提升管主要用于粉煤燃烧,下行床主要用于固体床料循环和粉煤热解。粉煤或脱硫剂分别自传统的一次空气布风板上方和下行床上部两个位置加入。结果表明,在不加脱硫剂的条件下,降低空气过剩系数和一次空气化学计量比均可有效降低NO排放,但对N2O排放则呈现上升、下降和无明显变化多种趋势。当粉煤加入位置自传统的提升管下部改变到下行床上部时,减少空气过剩系数或减少一次空气化学计量比可明显降低其中两种煤的NO排放,并可少量降低另一种煤N2O的排放;从下行床加入粉煤时,空气分级和低O2燃烧对NO排放的影响程度有所减弱。最后,对一种煤进行了脱硫实验,随Ca/S摩尔比的升高,SO2排放显著降低,NO排放升高,而N2O则先上升后下降;且自下行床加入时,NO排放更低;CaCO3加入位置变化对N2O排放无明显影响。     

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。