生物质循环流化床燃烧污染物的排放特性

在中试规模的循环流化床试验装置上进行了甘蔗叶的燃烧试验,试验系统研究了炉子运行参数(床温、过量空气系数和二次风比)对CO、NO、N2O排放的影响规律。结果表明:提高床层温度能有效降低N2O的排放,但同时会导致NO排放的升高。随着空气过量系数的增加,CO能很快降低到较低值,但NO排放却几乎成线性增加,因此,在保证燃料充分燃烧的情况下,应尽量降低过量空气过量系数以减少NO排放。二次风的加入显著降低了NO的排放,但随着空气过量系数的加大,其影响逐渐减弱。     

石英砂流化床床料的磨损实验与灰色关联分析

针对工业装置运行中的实际问题,在综合热态流化床实验台上研究了不同运行参数下石英砂的磨损规律.实验的设计采用正交实验方法,研究不同运行参数（初始颗粒平均直径、床温、流化数、床料高度）对石英砂床料磨损的影响并作灰色关联分析,得到各运行参数的影响程度排序为：初始颗粒平均直径>床温>流化数>床料高度.     

350 MW超临界循环流化床锅炉SO2、NOx及粉尘排放特性试验

为了解煤泥、煤矸石等多元低热值煤掺烧下CFB锅炉污染物生成排放特性，以某电厂350 MW超临界CFB锅炉为研究对象，基于现场运行实测数据，研究了该锅炉在30%～99%负荷率下烟气SO₂、NO_x生成及粉尘排放随负荷变化的特性，并分析了锅炉运行负荷、平均床温、过量空气系数及流化风率等关键运行参数对其生成与排放水平的影响。试验结果表明，该机组在30%～99%全负荷条件下总排放口烟气污染物排放均能够满足超低排放标准；SO₂、NO_x排放浓度随锅炉负荷的降低基本呈现先降低后迅速升高的趋势，粉尘排放浓度随锅炉负荷的降低而降低；所研究关键运行参数中，锅炉床温对SO₂、NO_x生成与排放水平起主导作用；低负荷下锅炉平均床温较低、炉膛过量空气系数较大，SO₂、NO_x生成浓度偏高，且二者排放浓度与过量空气系数及流化风率基本呈正相关。综合考虑，应适当控制锅炉平均床温在800℃以上，过量空气系数应不高于1.3为宜；低负荷下可采取烟气再循环措...     

循环流化床燃烧在高过剩空气下的NO_x排放

提出了借助循环流化床在高过剩空气系数下燃烧的技术提供高温空气的新构思。搭建了循环流化床燃烧热态试验台,完成了循环流化床燃烧在高过剩空气系数下的NOx排放特性试验,结果表明:循环流化床在高过剩空气系数下燃烧温度分布均匀,燃烧稳定性好;过剩空气系数增大,氮氧化物排放增加;提升管二次风高度的增加和还原区系数的减小有利于控制氮氧化物的排放水平和减少煤中的N向NOx的转化比。在过剩空气系数为1.6、还原区系数为0.72和二次风高度为1 500 mm时,循环流化床NOx排放为339 mg/m3,煤中的N向NOx转化比为21%。循环流化床高温空气NOx的浓度对燃料高温燃烧NOx排放的影响需要进一步研究。     

循环流化床中石油焦与煤混合燃烧NO排放特性

在一座0．5MWt循环流化床热态试验台上进行了石油焦与煤混合燃烧试验，研究了烟气中NO的排放特性，对于石油焦与煤不同燃料配比，不同锅炉运行参数，如一次风率、过量空气系数、床温和Ca／S比等对烟气中NO排放浓度的影响规律进行了研究。试验表明对纯焦而言，其NO排放浓度较其他混合燃料要高得多，当燃料中焦煤比增大时，NO的排放浓度降低，对不同焦煤比的燃料，随一次风率增大，NO的排放量增加；随过量空气系数的增大，NO的排放浓度增大；随着运行床温的提高，NO排放浓度升高。     

新型双流化床炉内NO_x生成特性数值模拟

运用煤燃烧及NO_x生成的详细化学反应机理,通过搭建一维化学反应器网络(1D-CRN),对一个新型双流化床(DCFB)内燃料型N转化为NO_x的基元化学反应进行了敏感性分析并讨论了反应温度、过量空气系数以及一、二次风配比对燃料型NO_x生成的影响。研究发现,在相同条件下,循环流化床炉膛出口的NO_x排放值为224.48mg·m~(-3),而双流化床炉膛出口的NO_x排放值为97.29 mg·m~(-3),双流化床对于燃料型NO_x的减排幅度达到了56.66%。此外,促进NO_x生成的基元反应主要有R398(NH_2+O→HNO+H)、R1-N-1(N-Vol→NH_3+HCN)、R569(NCO+O_2NO+CO_2)、R17(H+O_2O+OH)等反应,而抑制NO_x生成的反应包括R411(NH_2+NON_2+H_2O)、R412(NH_2+NONNH+OH)、R570(NCO+NON_2O+CO)、R571(NCO+NON_2+CO_2)以及R5(Char+NO→Char+N_2+O_2)和R6(Soot+NO→n Soot+N_2+CO)等反应。这说明反应区域氧气浓度是影响NO_x生成的关键,低氧浓度可抑制燃料N向NO_x转化。另外,NO_x生成值随着反应温度的升高而降低,但随着过量空气系数和一次风所占比例的增大而增加。     

循环流化床中谷壳与煤共燃SO2生成特性研究

在循环流化床实验台上,对谷壳与煤共燃的SO2生成特性进行了实验研究,着重研究了床温、过量空气系数对SO2生成特性的影响.实验表明,谷壳与煤共燃能够使煤燃烧的SO2生成量降低50%以上;加入谷壳的比例存在一个最佳范围,不超过30%;共燃时SO2的生成量随床温的升高而增加,SO2的减排率随床温的升高呈起伏变化,温度为850℃时减排率最大;共燃时过量空气系数变化对SO2的生成量无显著影响.     

基于Aspen Plus的超超临界循环流化床锅炉的性能计算及分析

循环流化床发电技术以其特有的优势,得到了迅速发展和广泛应用。近年来,为了实现超低排放和超低能耗,大型化与高参数化的超超临界循环流化床锅炉(CFB)的设计研究成为我国洁净煤发电技术的主要发展方向。目前超超临界发电机组的基础理论与设计计算还不完善,因此对于其运行模拟以及在运行条件变化时锅炉主要参数的预测尤为重要。Aspen Plus能够对复杂的化工过程进行精细的稳态模拟和流程设计,基于Aspen Plus软件提供的内置模块和FORTRAN编译器的外部子程序,建立了660 MW超超临界CFB锅炉燃烧室煤解耦燃烧过程模拟模型,主要包括煤的等效热解模型、简约解耦燃烧模型、分离器、外置床及尾部烟道低温过热器、低温再热器模型。依据所建立的稳态模型,可模拟计算660 MW超超临界循环流化床锅炉在满负荷工况(B-MCR)下锅炉性能,得到其各处主要温度的计算结果,分析燃烧室中密相区和疏相区的气体组分浓度,并且预测了循环流化床燃烧室运行参数一次风配比对密相区组分CO2、CO和SO2浓度的影响以及过量空气系数对排烟气体组分SO2、SO3、NO和N2O浓度的影响。同时,利用该模型计算了过量空气系数和改变一次返料比例对中温过热器、低温过热器出口汽温和低温再热器、省煤器出口烟温的影响。在660 MW超超临界循环流化床锅炉的设计研究上,为降低污染物排放、减少锅炉热损失和提高锅炉效率提供了参考依据。     

大型化工装置配套循环流化床锅炉氮氧化物的控制与调整

通过对运行参数的分析,找出了影响氮氧化物生成的因素和影响氮氧化物浓度的关联数据,并有针对性地控制燃烧的氧量、床层燃烧的温度、过量空气的系数等,从而有效地控制氮氧化物的生成,在没有完成脱硝装置的情况下,实现达标排放的目标。     

循环流化床燃煤过程NOx和N2O产生-控制研究进展

循环流化床(CFB)燃烧技术因其燃料适应范围广、污染物排放低等优点,近几十年得到广泛应用. 随着当前环保要求的日益提高,CFB燃煤过程N2O排放浓度较高成为其应用的瓶颈问题. 因此系统总结CFB燃煤过程中NOx和N2O排放的研究现状对开发新型CFB燃煤技术具有重要意义. 本工作首先讨论了CFB燃煤过程中NOx和N2O的均相和异相反应机理,然后应用这些机理分析了床温、过剩空气系数、分级燃烧,以及煤种对CFB燃煤过程NOx和N2O排放的影响. 在此基础上,对常见的抑制NOx和N2O排放的工艺从机理角度进行了归纳总结. 最后,对2种本工作认为有应用前景的CFB燃煤减排NOx和N2O新技术?反向分级燃烧技术及CFB解耦燃烧技术进行了简要论述.     

新型双流化床炉内NOx生成特性数值模拟

运用煤燃烧及NO_x生成的详细化学反应机理,通过搭建一维化学反应器网络（1D-CRN）,对一个新型双流化床（DCFB）内燃料型N转化为NO_x的基元化学反应进行了敏感性分析并讨论了反应温度、过量空气系数以及一、二次风配比对燃料型NO_x生成的影响。研究发现,在相同条件下,循环流化床炉膛出口的NO_x排放值为224.48 mg·m^-3,而双流化床炉膛出口的NO_x排放值为97.29 mg·m^-3,双流化床对于燃料型NO_x的减排幅度达到了56.66%。此外,促进NO_x生成的基元反应主要有R398（NH₂+O?HNO+H）、R1-N-1（N-Vol?NH₃+HCN）、R569（NCO+O₂?NO+CO₂）、R17（H+O₂?O+OH）等反应,而抑制NO_x生成的反应包括R411（NH₂+NO?N₂+H₂O）、R412（NH₂+NO?NNH+OH）、R570（NCO+NO?N₂O+CO）、R571（NCO+NO?N₂+CO₂）以及R5（Char+NO?Char+N₂+O₂）和R6（Soot+NO?n Soot+N₂+CO）等反应。这说明反应区域氧气浓度是影响NO_x生成的关键,低氧浓度可抑制燃料N向NO_x转化。另外,NO_x生成值随着反应温度的升高而降低,但随着过量空气系数和一次风所占比例的增大而增加。     

垃圾衍生燃料在流化床焚烧时NO和N_2O排放特性研究

在实验室规模的内循环流化床内进行城市垃圾焚烧实验,在线测量焚烧过程中NO和N_2O的排放特性,研究空气过量系数、添加钙基脱硫剂及城市垃圾与半焦混烧时不同混烧率对NO和N_2O排放特性的影响。研究结果表明,城市垃圾在流化床焚烧过程中随空气过量系数增加,NO和N_2O排放浓度都增加,且NO增加幅度大于N_2O;随Ca/(S+0.5 Cl)摩尔比增加,N_2O生成量逐渐下降;随着混烧燃料中城市垃圾混烧率增加,烟气中NO排放浓度增加,N_2O排放浓度逐渐下降。     

浅谈循环流化床锅炉运行调整

本文通过煤的粒度,一、二次风比例,送、引风量,循环倍率,烟气中含氧量,炉内温度等参数的调整,提出达到循环硫化床锅炉的经济安全高效运行的方法.     

燃煤循环流化床锅炉N_2O排放影响因素分析

阐述了CFB锅炉燃烧过程中N_2O的产生、消解机理,分析了燃料特性、床温、过量空气系数和煤中的矿物质成分等诸多因素对CFB锅炉N_2O排放的影响。分析了生物质与煤混合燃烧,炉膛后再燃,在CFB锅炉中添加催化剂以及反向分级燃烧等新型低N_2O燃烧技术,为CFB锅炉低N_2O排放技术指明了研究方向。     

石化污泥与煤流化床混烧污染物排放特性

在一座热态循环流化床燃烧试验装置上对石化污泥与煤进行混烧试验,通过对焚烧过程中烟气成分进行分析,着重考察了质量掺混比、二次风率、过剩空气系数和床温对SO₂、NO_x和多环芳烃排放浓度的影响。试验结果表明,随着质量掺混比的增大,SO₂和NO_x的排放浓度下降,而多环芳烃排放浓度呈上升趋势。随着二次风率的增加,SO₂的排放浓度上升,而NO_x的排放浓度呈下降趋势。随着过剩空气系数的增加,SO₂的排放浓度下降,NO_x的排放浓度呈上升态势。随着床温或者过剩空气系数的增加,烟气中多环芳烃排放浓度均呈先下降后上升趋势。综合考虑稳定燃烧和降低污染物排放等因素,得出一系列最佳燃烧参数。燃烧温度应该控制在850～860℃,过剩空气系数应该控制在1.35左右,二次风率应该控制在40%左右,质量掺混比应该控制在30%左右。在本次试验范围内,各工况SO₂、NO_x和多环芳烃的排放浓度均满足国家排放标准。     

两段式滴管内烟煤富氧空气分级燃烧NOx排放特性研究

随着我国对大气污染物排放监管力度的日益严格,NOx控制技术已广泛应用于工业生产的各个领域。作为一种直接、简便的NOx排放控制技术,富氧空气燃烧技术已经出现在燃气锅炉和内燃发动机等行业,然而在燃煤锅炉行业中却鲜有应用。为了验证富氧空气燃烧技术在煤粉工业锅炉中的NOx减排效果,笔者以神府烟煤作为燃料,利用两段式滴管炉试验系统模拟煤粉在锅炉内燃烧的实际情况,采用热态试验方法,研究了烟煤富氧空气分级燃烧的NOx排放特性,并与单级供风、空气分级燃烧2种燃烧方式下的NOx排放情况进行对比。考察了主燃区温度、二次风配比(以主燃区过量氧气系数表示)、二次风氧浓度等关键因素对NOx排放的影响。结果表明:富氧空气分级燃烧的NOx排放显著低于单级供风燃烧,同时也低于空气分级燃烧的NOx排放。主燃区温度为1 300~1 500℃时,富氧空气分级燃烧的NOx排放减少比例比分级配风燃烧提高了6~12个百分点;富氧空气分级燃烧条件下,随主燃区温度升高,煤粉燃烧更加充分,燃料中N元素分解成NHi、HCN等大量中间产物,使主燃区气氛的还原性增强,被还原的NOx比例增加。因此,NOx排放降低且NOx排放减少比例呈现上升趋势;富氧空气分级燃烧的二次风配比对NOx排放具有显著影响,随着主燃区过量氧气系数的升高,NOx排放均呈现先降低后升高的趋势。因此存在最佳二次风配比,使NOx排放浓度最低。主燃区温度为1 300℃时,最佳主燃区过量氧气系数约为0.58;主燃区温度为1 500℃时,最佳主燃区过量氧气系数约为0.55;在主燃区过量空气系数给定的条件下,提高二次风氧浓度可以延长煤粉颗粒在主燃区的停留时间,并在煤粉颗粒表面形成局部富氧环境,促进煤粉充分燃烧,从而增强主燃区气氛的还原性,降低NOx的生成。因此,当二次风氧浓度为21%~31%时,NOx排放随二次风氧含量的升高而降低。随着二次风氧浓度的逐渐升高,NOx排放的降低趋势逐渐放缓。     

燃煤增压流化床氧化亚氮排放特性试验

在小型增压流化床内研究N2 O和NO的排放特性 ,研究运行条件包括压力、氧浓度以及床层温度对N2 O和NO排放量的影响 .结果表明 ,在增压燃烧的条件下 ,随着床温的增加 ,N2 O的排放量减少得很快 ;而床温对NO的排放影响很小 ,此结果与常压下的结果不同 .随着氧浓度的增加 ,N2 O和NO的排放量均增加 ,但N2 O增幅不如NO强 .NO的排放量随着压力的增高有明显的降低 ,在氧浓度较低的条件下 ,压力越高 ,NO的降低幅度越显著 ;而压力对N2 O排放影响则相反     

循环流化床二次风射流及床料粒径对流化特性的影响

NOx的生成控制与流化床流化特性及气固流动有关,而冷态试验能更直观地反映气固流动状态和流化效果,因此冷态试验的研究结果可为流化床脱硝反应热态试验的参数选取提供参考。前人研究大多使用窄筛分床料颗粒,且较多针对传统的墙式布置二次风,鲜有学者综合研究中心布置二次风的穿透性能及其对炉膛流化特性的影响。因此,在循环流化床冷态试验台上,研究了中心布置二次风和宽、窄筛分的床料对流化特性的影响,采用无量纲剩余温度、物料循环流率和表观颗粒体积分数来定量描述二次风穿透性能、物料循环效率和颗粒浓度的分布。结果表明:喷射高度附近的颗粒浓度会随二次风射流增大而增大。二次风喷射高度为15 cm时,在35 cm以下的密相区,二次风占比越大,颗粒浓度的增长越明显。增大二次风占比、提高二次风射流的速度、提高二次风射流的喷射位置等可以有效提高二次风射流的穿透性能。其中,当二次风喷射高度距炉膛底部5 cm处,射流穿透率为0.4;喷射高度为15 cm时,射流穿透率为0.84;当喷射高度继续上升10 cm后,射流穿透率达到1.0。造成这个现象的原因是越靠近炉膛底部,床料颗粒的浓度越大,二次风所受的阻力急剧增加。随着窄筛分床料的平均粒径减小,炉膛整体的压降上升,且压降会在炉膛更高位置趋于平稳,物料循环流率也随之提高。这说明更多的颗粒能够随流化风的扬析被带到炉膛外,进入分离器参与炉外循环。与窄筛分床料不同的是,床料组分中,细颗粒占比也决定了宽筛分床料的炉膛压降、颗粒浓度分布和物料循环流率等参数。细颗粒占比越高,炉膛压降和物料的循环流率越大。宽筛分中,平均粒径大的床料颗粒浓度分布和物料循环流率不一定小,这是由于试验风速下,300μm颗粒更易随流化风的扬折作用,被携带至炉膛出口。这部分细颗粒占比越高,造成颗粒浓度分布和物料循环流率越大,而粗颗粒更倾向于聚集在炉膛底部。     

城市污泥流化床燃烧过程中气态污染物排放特性

在6kW_th鼓泡流化床实验台上进行了城市污泥的燃烧实验,研究了烟气再循环气氛和空气气氛下燃烧温度、过量氧气系数、二次风比率对气态污染物排放特性的影响。研究结果表明：燃烧温度升高,NO排放浓度明显升高,SO₂排放浓度亦呈上升趋势;过量氧气系数提高,NO排放浓度呈显著上升趋势,SO₂排放浓度则呈下降趋势;增大二次风比率,NO排放浓度呈现先降低后升高的趋势,但总体减排效果并不明显,SO₂排放浓度出现少量增长;烟气再循环工况下,NO排放浓度随燃烧温度和过量氧气系数变化的趋势与空气气氛燃烧时一致;烟气再循环率从0增加至1,NO排放浓度明显下降;烟气再循环率达到较高值后,NO排放浓度随之提高而降低的趋势减弱;烟气再循环率逐渐升高过程的前期,烟气中CO浓度出现显著升高;再循环率超过0.3后,CO浓度在一定范围内波动,不再升高。     

化工有机废液循环流化床焚烧NOx排放特性

在一座热态循环流化床燃烧试验装置上对化工有毒废液红水进行焚烧试验,对焚烧过程烟气成分进行了在线检测,重点考察红水焚烧量、二次风率、红水密相区喷入比例、过剩空气系数等因素对NOx排放浓度的影响。试验结果表明,NOx排放浓度随着红水焚烧量或过剩空气系数的增加而增大,随着红水在密相区喷入比例或二次风率的增加而减小。由于循环流化床低温和分级燃烧对NOx生成的抑制作用,各试验工况NOx排放浓度均满足国家排放标准。