O2／CO2气氛下无烟煤及烟煤燃烧NO释放特性对比试验研究

研究了一种烟煤和一种无烟煤在氧气体积浓度21％～100％的O2／CO2气氛下的水平管式炉中1073K时的NO生成特性。结果表明O2／CO2气氛下的NO的生成量小于空气条件下的一半。在焦炭表面生成的CO是减少NO生成的主要原因。O2／CO2下燃料N向NO的转化率随氧气的浓度增加上升,并在较高氧气浓度时持平。NO的析出过程受煤种的影响。烟煤在挥发分析出阶段有一定的NO伴随大量CO析出而生成,而无烟煤则没有。无烟煤的NO转化率比烟煤高。     

O2/CO2气氛下烟煤燃烧过程中S的析出特性

通过X射线光电子能谱仪对徐州烟煤中S的存在形态进行分析,在常压热重分析仪上进行了烟煤在模拟空气和不同O2/CO2浓度下的燃烧试验,并通过傅里叶变换红外光谱仪对其中S的释放进行测量。结果发现,在模拟空气气氛和30%O2/70%CO2气氛下,煤燃烧过程中SO2的排放浓度随时间呈双峰析出;在21%O2/79%CO2气氛下,SO2浓度随时间变化出现3个峰值;在高O2浓度下(不小于40%)时,SO2随时间呈单峰析出。在空气气氛下,烟煤燃烧的SO2总生成量比在同等O2浓度的O2/CO2气氛下小;随着O2浓度的提高,O2/CO2气氛下烟煤燃烧的SO2总生成量先升高后减小。     

O2/CO2和O2/N2气氛下不同煤种的热解与燃烧试验研究

采用热重-质谱联用仪分别研究了3种煤在O2/N2和O2/CO2气氛下的热解和燃烧特性.结果表明,与N2气氛相比,CO2气氛下煤粉的热解过程可分为水分的蒸发、挥发分的释放以及较高温度下煤焦与CO2的气化反应;随燃烧气氛中氧浓度的增加,煤粉的TG-DTG曲线移向低温区,着火温度和燃尽温度降低,煤粉综合燃烧特性指数增大;在相同的燃烧气氛及氧浓度下,PRB次烟煤的着火温度和燃尽温度明显低于Illinois烟煤和Utah烟煤.     

O2/CO2气氛煤粉燃烧特性试验研究

O2/CO2燃烧技术是一种可分离回收CO2的新型燃烧技术，其燃烧机理与常规空气气氛燃烧存在着较大的差异。为此，该文在热重分析仪上进行了模拟空气气氛及不同O2浓度(j(O2)=21%、30%、40%、80%)的O2/CO2气氛下3种不同品质煤粉(龙岩无烟煤、贵州烟煤、元宝山褐煤)的燃烧特性试验，确定了3种煤粉的燃烧特征参数及综合燃烧性能指数。试验结果表明，O2/CO2气氛下煤粉的燃烧分布曲线与O2/N2气氛下有明显不同，相同O2浓度的条件下，O2/CO2气氛下煤粉燃烧速率低，燃尽时间长。在O2/CO2气氛下随着O2浓度的增加，燃烧DTG曲线向低温区偏移，着火温度及燃尽温度降低，燃尽时间缩短，煤粉综合燃烧特性指数增大，表明提高O2浓度可改善O2/CO2气氛下煤粉的燃烧特性。     

利用热重分析-X射线衍射分析法研究氧/二氧化碳气氛下石灰石硫化特性

通过TGA-xRD相定量分析联合对石灰石在O2／CO2气氛中的硫化特性进行了实验研究。结果表明,在O2/CO2气氛下,高CO2浓度使石灰石煅烧反应减慢,系统中较长时间内有高活性CaO产生,同时,由于在CaO／CaCO3界面上CO2的产生使CaSO4产物层扩散阻力降低,这两方面因素导致CaO在O2／CO2气氛下较长时间内维持较高的硫化速率,使得石灰石在O2／CO2气氛下可以取得较高的Ca转化率。1000℃为石灰石在O2／CO2气氛下的最佳硫化反应温度。相同硫化工况下,石灰石在O2／CO2气氛下硫化速率和Ca转化率均随CO2分压升高而升高,表明O2／CO2气氛更适合于高温脱硫。     

O2/CO2气氛下燃煤SO2排放特性的实验研究

在沉降炉实验台上通过在线烟气分析仪考查了燃煤烟气的组成以及燃烧气氛、CO2浓度、温度和燃料/氧气化学当量比对SO2的排放规律。结果表明,相同操作条件下O2/CO2燃烧可获得高达80%左右的CO2浓度,但烟气中CO含量明显高于O2/N2气氛下燃烧时的情况。高浓度CO2的存在使得SO2的排放较常规燃烧方式下有所降低,并且随着气氛中CO2浓度的增加呈递减趋势,但随着燃烧温度的升高,煤粉燃尽程度的增加以及其余含硫物相向SO2的转化使得其排放浓度逐步增加。在2种气氛下,SO2的释放浓度在贫燃料区随燃料/氧气化学当量比f的增加而增加,而在f大于1.2的富燃料区随燃料/氧气化学当量比的增加而降低。     

O2/CO2气氛下生物质与煤混燃的NO排放特性研究

在水平管式试验炉上研究生物质与煤配比、燃烧气氛、O2浓度、温度对NO排放特性的影响规律.结果表明,在O2/CO2气氛下,随着生物质比例的增大,生物质混煤NO释放提前,NO排放完毕时间减少,NO的排放量降低;在试验所选取的O2浓度范围内,相同氧浓度时,O2/CO2气氛下生物质混煤NO的排放量小于O2/N2气氛下的排放量,其降低幅度约为10％～20％;随着O2浓度的增加,2种气氛下生物质混煤NO的排放量均升高;在试验所选取的温度范围内,随着温度的升高,生物质混煤NO的排放量增加.     

O2／CO2燃烧气氛下锅炉炉膛的热力计算分析

O2/CO2燃烧是减少二氧化碳排放的一种行之有效的方法。在O2/CO2燃烧气氛下,CO2浓度的大幅度增加引起锅炉内的辐射传热的改变。利用指数宽谱带模型计算炉膛内的火焰黑度,并进行空气及两种O2/CO2气氛下的炉膛热力计算。通过比较,得出O2/CO2燃烧锅炉炉膛的改进方向。     

O2/CO2气氛下碳酸钙颗粒分解特性模拟研究

结合传质传热和化学动力学原理,首先描述了碳酸钙颗粒在O2／CO2气氛下煅烧情况,模拟结果与实验结果比较吻合,在此基础上模拟分析了碳酸钙颗粒在不同CO2浓度下的转化率和比表面积、孔隙率变化情况。     

O2/CO2气氛下燃煤NO排放特性的实验研究

在沉降炉上通过在线烟气分析仪研究了燃烧气氛、CO2浓度、温度及燃料/氧气化学当量比对O2/CO2气氛下燃煤NO排放的影响规律。结果表明,O2/CO2气氛下NO的排放浓度总小于O2/N2气氛下的情况,在无烟气再循环的情况下降幅约为20%~40%。2种气氛下NO的沿程析出均表现出类似的规律,但因煤质而有所不同。随着进气中CO2浓度的增加,NO的排放浓度呈现降低的趋势。与21%O2/ 79%Ar气氛下相比,21%O2/79%CO2气氛下NO排放浓度的降幅在30%~50%。随着温度的增加,2种气氛下NO的排放浓度均增加。随着燃料/氧气化学当量比(f)的增加,NO排放浓度呈现出先增加后降低的趋势,其最大排放浓度均出现在f=0.8左右;在f远大于1的富燃料区,2种气氛下NO的排放浓度基本可以降到一致的水平。     

二氧化碳的捕获和封存技术进展

人类活动产生的CO_2长期积累有可能对全球气候造成严重影响,通过CO_2捕获和封存(CCS)技术进行电厂脱碳是减少CO_2进入大气的一个重要切入点。电厂CO_2捕获技术路线分为燃烧前脱碳技术、燃烧后脱碳技术、纯氧燃烧技术以及化学链燃烧技术;CO_2捕获技术则主要有吸收法、吸附法和膜分离法等,其中膜分离法是最有发展潜力的技术。油气田、煤层田以及盐水层具有长期安全封存CO_2的能力,且有巨大的封存容量。     

催化剂对脉冲放电转化CO2为CO的影响

分析研究了催化剂对脉冲放电等离子体作用下,CO2;转化为CO的规律。由于催化剂载体对CO2有一定的吸附能力,在其表面形成CO2富积区;而且催化剂表面为场强加强区,更易发生化学反应,因此催化剂存在时,CO的产生量几乎不受CO2含量的影响;而无催化剂情况下,CO2含量对CO的生成有较大影响。当有O2存在时,有无催化剂情况下,CO生成量都随O2含量的增加而减少,尤其是O2含量从零刚开始增加时;无催化剂情况下CO生成量受O2含量影响较大。     

不同油纸复合绝缘老化时生成CO、CO2的规律

CO和CO2是反映油纸绝缘系统绝缘故障的重要特征气体。为了研究并比较不同绝缘组合下油中CO和CO2体积分数φ(CO)、φ(CO2)的变化规律,对#25变压器油、普通纤维素绝缘纸、BIOTEMP植物绝缘油、Munksjo热稳定纸组成的4种油纸复合绝缘在不同温度下进行约4000h的加速热老化试验,对不同油纸复合绝缘的油中CO、CO2体积分数φ(CO)、φ(CO2)及比值φ(CO2)/φ(CO)随老化时间、绝缘纸聚合度的变化规律进行了研究。结果表明:采用Munksjo热稳定纸的油纸复合绝缘时,进入老化初期(聚合度约830)后,φ(CO2)/φ(CO)可以反映绝缘纸老化程度的变化;采用普通纤维素绝缘纸的油纸复合绝缘时,推荐用进入老化中期(聚合度约600)后的φ(CO2)/φ(CO)来量度老化程度的变化;绝缘纸聚合度与φ(CO2)/φ(CO)变化的关系中,影响φ(CO2)/φ(CO)达到最大值及到达时间的主要因素是纸的类型,而油的类型影响较小;与#25变压器油进行组合时,若用新型Munksjo热稳定纸替换普通纤维素绝缘纸来提高性能,则现行的用φ(CO2)/φ(CO)判断绝缘系统故障信息的标准需要进行适当调整。     

氢电导率测量中的CO2影响及消除

随着发电厂机组参数的提高,对水质控制越来越严格,例如实行CWT控制的机组,给水氢电导率要求稳定在0.1～0.15μs/cm范围内.监督凝汽器泄漏通常采用测量凝结水氢电导率的方法,但该指标的值明显上升也可能是由水汽系统中CO2含量增多引起的,因此消除CO2的影响对氢电导率的准确性有极大的作用,介绍了沸腾法和选择性渗透膜法两个基本消除方法.     

采用O2/CO2燃烧方式的锅炉热效率计算与分析

介绍了O2/CO2燃烧方式的技术特点,采用ASME PTC 4-1998中计算锅炉热效率的热损失法对某电站300 Mw机组锅炉在O2/CO2和空气气氛下的各项热损失和锅炉热效率进行了计算比较.结果表明,采用O2/CO2的富氧燃烧技术可明显提高锅炉热效率,而且烟气中高浓度的CO2降低了分离回收CO2的成本.另外,通过对比不同氧气浓度下的锅炉热效率,表明采用O2/CO2燃烧方式时,O2的容积百分数不宜大于30%.     

燃煤电站CO_2捕集技术研究现状及前景展望

由CO2等温室气体引发的温室效应对全球环境造成了显著影响,这使得CO2捕集和储存技术受到了越来越多的重视。燃煤电厂是CO2重要的排放源,同时也是将来CO2捕集技术的主要应用对象。本文介绍了4种主要的燃煤电厂CO2捕集技术,包括燃烧前脱碳技术、燃烧后CO2捕集技术、富氧燃烧技术和化学链燃烧技术,分析了这些技术各自的优势和亟待解决的问题,并从经济性、先进性和成熟度3个方面对这些技术进行了比较,最后对我国CO2捕集技术发展前景进行了展望。     

高灰熔点煤高温下煤焦CO2/水蒸汽气化反应特性的实验研究

我国煤炭年产量中，1400℃以上的高灰熔点煤约占50％以上。为探索固态排渣方式的高灰熔点煤气流床气化，本文选出具有代表性的三种高灰熔点煤种和一种低灰熔点煤种，在TGA-51H型高温热天平上进行了煤焦-CO2和煤焦-水蒸汽气化反应特性的实验研究，并利用SEM考察了气化条件下煤焦及灰的微观结构。实验结果表明：在煤焦-CO2、H2O反应过程中，反应速度明显表现出高温区域的扩散反应和低温区域的化学反应；无论在1273K～1573K的低温区域，还是在高于1573K的高温区域，反应速率随燃料比（FC/V）的增加而减小。     

IGCC特点及减排CO_2方法

分析了整体煤气化联合循环(IGCC)效率高、环保性能优等特点,总结了IGCC减排CO2的可行方法:燃烧后分离与回收、燃烧前分离与回收、以IGCC为基础的煤基动力化工多联产系统以及燃烧与CO2分离一体化途径。     

水蒸气和CO2对等离子体—催化还原NOx的影响

等离子体协助选择性催化还原(PF-SCR)可以促进富氧环境下NOx的有效脱除。为研究实际尾气中含有的水蒸气和CO2对PF-SCR脱除NOx系统的影响,以C2H4作为还原剂,Ag/γ-Al2O3为催化剂,考察了3种(N2/O2/NOx/C2H4,N2/O2/NOx/C2H4/H2O(气)和N2/O2/NOx/C2H4/H2O(气)/CO2)配气条件下PF-SCR脱除NOx效果的变化。试验结果表明,较低水蒸气含量(φ(H2O)=1%)对PF-SCR还原NOx具有明显的抑制作用,其原因除了Ag/γ-Al2O3的抗湿性能较差外,水蒸气对等离子体反应器中C2H4和NO氧化的抑制以及由此导致的活性中间产物生成抑制也是一个重要因素。另一方面,水蒸气的存在也抑制了PF-SCR过程中副产物CO的大量生成,这可能是由于PF-SCR对C2H4的氧化减弱以及等离子体氧化生成的中间产物减少造成的。有水蒸气存在时,体系中的CO对PF-SCR还原NO影响不大。     

SO_2对碳捕集过程影响的实验研究

采用新型混合有机胺CO2吸收剂,在捕集CO2中试实验台上进行长期稳定运行实验,研究SO2对碳捕集过程的影响。实验结果表明,SO2、胺吸收剂的氧化和热降解导致CO2脱除效率随着循环反应时间的增加而逐步降低,其中SO2是主要影响因素。在O2存在的条件下,SO2浓度越高,CO2脱除效率下降越快。随着SO2不断地被胺吸收剂吸收,一方面促进了热稳定性盐的生成,另一方面使吸收剂溶液的pH值逐步降低,最终使得CO2脱除效率越来越低。与此同时,越来越多的SO42-和SO32-占据了胺吸收剂的反应位,使其与CO2的吸收反应形成竞争关系,致使CO2负载量逐步降低,以至于影响到吸收解吸过程的稳定性。采用有效的方法适时的清除SO2导致的热稳定性盐,有利于碳捕集系统吸收解吸性能的提高。