煤粉再燃过程中NO异相还原机理的重要性

用两种褐煤的一种烟煤及其煤焦作为再燃燃料，实验研究了再燃环境下NO的还原。通过比较煤粉和煤焦对NO还原过程的不同，分析了异相机理对NO还原的重要性。结果表明，褐煤及其煤焦是有效的再燃燃料。褐煤作为再燃燃料时，煤焦的异相还原机理对NO还原起重要作用。煤中的金属氧化物对NO还原具有催化作用。     

煤焦再燃过程中催化剂对NO还原的影响

以小龙潭褐煤、富拉尔基褐煤和大同烟煤等制成的三种煤焦为再燃燃料 ,研究了它们在再燃区内对NO的还原过程 ,分析了煤灰中金属氧化物对NO还原的影响。为了研究碱金属氧化物对NO还原的催化作用 ,本文特别研究了烟煤焦经过浸泡催化剂处理后对NO的再燃过程及对NO还原率的影响。实验是在NO初始浓度为 10 0 0× 10 -6,反应温度分别为 90 0℃和 110 0℃条件下完成的。实验结果表明 ,煤灰中金属氧化物在再燃区中对NO还原有很强的催化作用 ,原来对NO还原效果很差的烟煤焦 ,添加廉价催化剂后对NO的异相还原有很大的影响 ,在合适的反应温度和化学当量比(SR)条件下 ,煤焦中的催化剂能降低NO还原反应的活化能 ,加快NO还原反应进行的速度 ,从而提高NO的还原率。     

停留时间对微细化煤焦再燃还原NO效率的影响

以4种细度的混煤(烟煤与褐煤)煤焦作为再燃燃料,用N_2、O_2、CO_2和NO配制模拟烟气,在1300℃的立式管式携带炉中,对停留时间与再燃还原NO效率的关系进行了实验研究,分析了停留时间对再燃还原NO效率的影响机制。结果表明,随着再燃停留时间的延长,NO还原效率增大;煤焦再燃还原NO的适宜停留时间约为0.8～1.0s.     

煤粉再燃过程对煤焦异相还原NO的影响

利用高温携带流反应装置,研究了煤种(包括褐煤、烟煤和贫煤)、再燃区内反应温度、煤粉粒径、一次燃烧区空气过量系数SR1和再燃区空气过量系数SR2对煤焦异相还原NO作用的影响,探讨了煤焦异相还原NO的机理.结果表明:随着SR2和煤粉粒径的减小以及再燃区反应温度的提高,煤粉NO还原效率增加;在相同的SR2下,随着煤中挥发分含量的提高,煤粉粒径的增加和再燃区反应温度的降低,煤焦异相还原NO贡献上升;对于相同再燃燃料份额:SR1=1.0和SR1=1.2时煤焦异相还原NO的贡献均大于SR1=1.1时的异相还原NO的贡献.     

采用微细煤焦再燃还原NO的反应机理

以3种细度的混煤煤焦作为再燃燃料,用N2、O2、CO2和NO配制模拟烟气,在1200℃、1300℃和1400℃立管式携带炉中进行了再燃还原NO的实验研究,对其化学反应机理进行了分析.结果表明:微细化煤焦再燃还原NO的反应速率受扩散-反应动力学的联合控制.因此,提高再燃区温度水平、使用反应活性高的煤焦或提高再燃煤焦的细度,均能明显提高再燃还原NO的化学反应速率.     

温度对超细煤焦再燃还原NO效率的影响

以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,在立式管式携带炉中,研究了温度对再燃降低NO效率的影响。结果表明,在实验温度范围内,随着再燃区温度的增加,再燃还原NO效率增大,化学动力学是控制超细煤粉再燃还原NO化学反应速率的重要因素;提高再燃区温度可以适当缩短停留时间,但不能低于0.6 s,否则NO还原效率会大幅度下降,同时燃尽率也会下降;在煤粉再燃过程中,煤焦再燃还原NO占有重要地位。     

烟煤焦催化还原NO_x实验研究

研究了烟煤焦在催化剂的作用下对 NOx 的还原过程。实验发现 ,烟煤焦中廉价催化剂的存在对煤焦异相还原 NOx 有很大的影响 ,在合适的反应温度和化学当量比 ( SR)条件下 ,煤焦中的催化剂能降低 NOx 还原反应的活化能 ,加快 NOx 还原反应的速度 ,提高 NOx 的还原率。实验使用两种催化剂后 ,NOx 的还原率可超过 5 0 % ,几乎达到与褐煤及气体再燃燃料相同的再燃效果     

大型褐煤锅炉煤粉再燃技术的数值模拟

考虑煤焦还原NO的反应动力学模型,利用Fluent软件对元宝山电厂3号锅炉超细煤粉再燃的不同配风方式进行了炉膛整体的燃烧数值模拟。模拟结果表明,再燃燃料比例、再燃风中的风煤比、再燃区的大小等因素对燃烧效率和NOx排放具有重要影响。通过优化计算得到,当主燃区空气过量系数控制在1．1时,再燃燃料占总燃料的15％,再燃风中的风煤比为2,烟气在再燃区的停留时间为0．5S左右的方案是一种较好的再燃组织方式。     

不同催化剂对脱矿煤焦还原NO的催化能力比较

通过实验研究了几种在煤灰中常见的金属 (K ,Na,Cu ,Fe ,Ca)氧化物对煤焦还原NO的催化作用 ,为了比较这些金属氧化物对焦炭还原NO反应的催化能力 ,对煤焦进行了脱矿处理。实验是在高温沉降炉内完成的。实验中使用的煤粉及其煤焦来自神府褐煤。实验结果表明 ,煤灰中的矿物质对煤焦异相还原NO具有催化作用。在实验条件下不同金属氧化物对煤焦还原NO的催化能力有如下顺序 :K >Na>Ca >Cu >Fe。实验结果还表明 ,实验工况 (温度 ,SR数 )和催化剂的添加量对NO的还原都具有不同程度的影响     

停留时间对微细煤粉再燃还原NO效率的影响

以 4种细度的混煤 (烟煤与褐煤 )微细煤粉作为再燃燃料 ,用N2 、O2 、CO2 和NO配制模拟烟气 ,在 13 0 0℃立式管式携带炉中 ,对停留时间与再燃还原NO效率的关系进行了实验研究 ,分析了停留时间对再燃还原NO效率的影响机制 .在前 0 .8s内随停留时间的增加 ,NO还原率增加幅度较大 ,当停留时间继续增加时 ,NO还原效率增加幅度较小 .使用较细的煤粉可以适当缩短煤粉在再燃区的停留时间 .但是 ,如果低于 0 .6s ,NO的还原效率会大幅度下降 ,煤粉燃尽率也会降低 .这是因为煤粉的热解、挥发分的释放、NO的还原以及煤粉的燃烧需要一定的反应时间 .为使这些反应得以充分进行 ,0 .8s的停留时间是必需的     

不同煤种再燃过程中脱硝煤耗的试验研究

定义还原1 gNO 消耗的煤量为脱硝煤耗.在煤粉携带炉上进行了再燃试验,对不同煤种、不同工况下的脱硝煤耗进行了研究,分析了挥发分含量、再燃区温度、氧浓度、再燃燃料比等因素对脱硝煤耗的影响.结果表明:脱硝煤耗不仅能直观反映出不同煤种在还原 NO 方面的特性差异,而且还能有效反映再燃过程投入与收益之比;脱硝煤耗随着挥发分含量增加呈线性降低;再燃区氧浓度越低,脱硝煤耗也就越低;在49/6和6%氧浓度条件下,提高再燃燃料比,脱硝煤耗显著下降;在2%氧浓度条件下,提高再燃燃料比,脱硝煤耗增加;再燃区温度升高时,脱硝煤耗下降,并且挥发分越高的煤,脱硝煤耗随温度的变化越显著.     

Control of NO emission during coal reburning

In this study, two types of coals were used as the reburning fuel to investigate the influence of the reburning zone stoichiometry SR₂, the primary NO level and the particle size on NO reduction. For both coals, the NO reduction can reach as high as 60–70% in the tested SR₂ range of 0.7–1.1. No optimum reburning zone stoichiometry was observed in this study. The NO reduction decreases monotonically with the decrease of reburning zone stoichiometry. The effect of particle size is only obvious for larger particle sizes.     

分级燃烧降低燃煤锅炉NOx排放的机理及影响因素分析

再燃燃料在还原性气氛下对主燃区煤粉燃烧生成的氮氧化物的还原反应中 ,再燃燃料中产生的中间产物氰基、氨基和烃根等起到分解氮氧化物的作用。同一再燃燃料中烃类物质在富燃料和贫燃料气氛中所起作用截然不同。实际应用中应使再燃区内各处处于弱还原性气氛下以保证再燃降低NOx 排放的效果 ,并尽量采用气体燃料作为再燃燃料 ,同时在获取所需NOx 排放水平前提下尽量选取较高的空气过量系数(化学当量比 ) ,以同时降低飞灰中的含碳量、减轻高温腐蚀的程度。     

The fate of char-N at pulverized coal conditions

The fate of char-N (nitrogen removed from the coal matrix during char oxidation) has been widely studied at fluidized bed conditions. This work extends the study of char-N to pulverized coal conditions. Coal chars from five parent coals were prepared and burned in a laboratory-scale pulverized coal combustor in experiments designed to identify the parameters controlling the fate of char-N. The chars were burned with natural gas (to simulate volatiles combustion) in both air and in a nitrogen-free oxidant composed of Ar, CO₂, and O₂. In some experiments, the char flames were doped with various levels of NO or NH₃ to simulate formation of NO_x from volatile-N (nitrogen removed during coal devolatilization). The conversion of char-N to NO_x in chars burned in the nitrogen-free oxidant was 50-60% for lignites and 40-50% for bituminous coals. In char flames doped with NO_x, the apparent conversion of char-N to NO_x (computed using the NO_x measurements made before and after the addition of char to the system) decreased significantly as the level of NO_x doping increased. With 900 ppm NO_x present before the addition of char, apparent conversion of char-N to NO_x was close to 0% for most chars. While there is no clear correlation between nitrogen content of the char and char-N to NO_x conversion at any level of NO_x in the flame, the degree of char burnout within a given family of chars does play a role. Increasing the concentration of O₂ in the system in both air and nitrogen-free oxidant experiments increased the conversion of char-N to NO_x. The effects of temperature on NO_x emissions were different at low (0 ppm) and high (900 ppm) levels of NO_x present in the flame before char addition.     

焦油对生物质气化再燃还原NO的影响

采用配制含焦油模型化合物的生物质气的方法,实验研究了焦油的加入对生物质气化再燃还原NO的影响.模拟的生物质气化气由H2、CH4、CO、CO2、N2构成,并选择了苯、甲苯、苯酚和苯乙烯作为焦油模型化合物.实验在电加热的刚玉管流反应器中进行,实验温度在900～1,400,℃之间.研究了反应器入口焦油含量、氧气浓度、NO初始浓度、反应停留时间及反应温度等因素对还原NO的影响,分析了含焦油的生物质气化再燃特性.证实了焦油有助于提高生物质气化气还原NO的效率;含焦油的生物质气化再燃的最佳当量比在1.20～1.65之间,并且随着NO初始浓度的增加及停留时间的延长,NO还原效率逐渐增加;高温下,焦油含量较高时,有炭黑生成.