循环流化床锅炉脱硫效率的控制

通过对煤燃烧过程中SO2的析出、炉内脱硫机理、循环流化床锅炉燃烧特点的分析,得出脱硫效率与锅炉运行中关键技术参数的控制密切相关,并提出锅炉实际运行中的最佳控制方式.     

O2/CO2气氛下煤粉燃烧NO的排放特性

以徐州烟煤和娄底无烟煤为研究对象,在水平管式炉上对比了O2/N2和O2/CO2两种气氛下NO的析出释放规律,获得了O2/CO2气氛下,温度、氧气体积分数、石灰石添加剂与煤种对NO排放量的影响规律。实验结果表明：高体积分数CO形成的还原性气氛是导致富氧燃烧条件下NO排放总量低于空气气氛的主要原因;700～900 ℃时,升高温度对两种气氛下NO的释放均有促进作用,O2/CO2中两种煤对温度的变化更为敏感;O2体积分数增加能够促进两种煤NO的释放;CaCO3的加入在两种气氛下都能对NO起减排作用,在O2/CO2气氛中的减排效果要优于O2/N2气氛;高含氮量煤种的NO排放总量更大,但转化率低。     

丙酸钙高温协同脱硫脱硝的试验研究

在管式炉反应器上对丙酸钙高温条件下脱硫脱硝效果进行了试验研究。试验结果表明,煤中添加丙酸钙燃烧,硫、氮析出速率明显降低,SO2、NO排放量显著减少,1 000 ℃、按钙硫比为2的量向聊城贫煤中添加丙酸钙,单位质量煤粉SO2、NO排放量分别减少了6466%和4869%;脱硫脱硝效果受燃烧温度、煤的含硫量、钙硫比的影响;低温有利于脱硫,高温有利于脱硝;在相同钙硫比添加量下,煤种含硫量越高,丙酸钙脱硫脱硝效果越好;增大钙硫比可提高脱硫脱硝率,按钙硫比为2可以获得较为理想的脱硫脱硝率,继续添加丙酸钙,脱除效率提高不明显。     

半焦燃烧及煤热解燃烧耦合试验研究

为了考察冷半焦、预热半焦及煤热解燃烧耦合所产半焦在循环流化床中的流态化特性和输运特性、燃烧特性及污染物原始排放特性,在循环流化床热解燃烧耦合试验台上进行了冷半焦燃烧、预热半焦燃烧及煤热解燃烧耦合试验研究。研究结果表明,3种类型半焦在燃烧炉炉膛内的流态化特性较好,0~4 mm的预热半焦和粒径0~4 mm煤热解所产半焦均能顺畅通过热解炉与燃烧炉之间的输运通道进入燃烧炉;半焦燃烧时能在燃烧炉炉膛内形成上下均匀的温度场,且随一次风率增大,温度分布更均匀;3种类型半焦的燃烬特性较好,燃烧效率都在99.68%以上;随燃烧炉温度升高,N2O排放值减少,NOx和SO2排放值增加,随二次风比例增大,NOx的排放值降低,SO2排放值升高,N2O的排放值变化不明显。     

石煤燃烧硫析出动态特性

对浙江省8种石煤的硫析出特性及加入钙基固硫剂以后的影响进行了研究,得出了石煤的硫析出特性与其他煤种有相似之处：即有2个明显的硫析出峰值;燃烧温度对硫析出有很大的影响,温度升高,硫析出量增加,析出时间提前;在1 200 ℃时已经有超过95％以上的硫分解析出.同时得出钙基固硫剂对于石煤的硫分析出有很明显的抑止作用,方解石和石灰石脱硫率为40%~50%,纳米碳酸钙达到70%.     

流化床煤燃烧过程中砷析出特性研究

通过流化床燃烧实验，研究了煤燃烧过程中砷的析出特性，并根据煤的浮-沉试验探讨了煤中砷的赋存形态.结果表明：砷析出率随燃烧温度的升高而增加，在600~700 ℃时，燃烧温度对砷析出率的影响较小， 700~900 ℃是砷析出的主要温度范围且燃烧温度对砷析出率的影响显著；砷析出率随燃烧时间的增加而增大，但前10 min是砷析出的主要阶段；砷在煤中主要以有机态和无机态两种形式存在，无机砷主要赋存在黏土矿物和硫铁矿中，砷析出率随煤中有机砷比例的增加而增大.     

循环流化床锅炉富氧燃烧特性研究

针对富氧燃烧循环流化床锅炉(CFBB)炉内燃烧特性进行了研究。以一台490 t/h循环流化床锅炉为例,在空气气氛、O2/CO2气氛分别为21/79、30/70的工况下,分别计算了炉内的燃烧特性,进行了床温、脱硫效率、燃烧效率、排烟热损失、燃料消耗量、燃烧放热量及CO2的回收排放分析。得出在O2/CO2为30/70的时候,锅炉燃烧效率较高,燃料消耗量较少。根据计算结果,对脱硫措施、CO2的捕集回收及燃煤特性给出了建议。     

循环流化床锅炉掺烧煤泥飞灰底饲回燃试验

在额定蒸发量为75 t/h的循环流化床(CFB)锅炉上进行掺烧60%煤泥和40%中煤时的飞灰底饲回燃试验。结果表明：随着底饲回燃量的增加,流化床密相区温度下降,炉膛出口温度上升,炉内温度趋于均匀。与飞灰不回燃的条件相比,当飞灰底饲回燃量增加到8 t/h,锅炉燃烧效率从92%提高到95%,石灰石脱硫效率也显著提高。随着底饲回燃量的增加,NO和CO排放浓度下降,粉尘排放浓度上升。采用飞灰底饲回燃技术后,可有效解决CFB煤泥锅炉飞灰含碳量高和脱硫效率低等问题,能产生明显的经济环保效益。     

煤燃烧过程中氯析出特性的试验研究

采用石英管管式炉进行试验，研究了温度、气氛、空气流量、停留时间对煤中氯析出特性的影响。燃烧过程中煤中氯基本上是以HCl形式析出。200℃开始氯析出，到600℃时90％氯已析出。1000℃氧化性气氛燃烧时，煤中氯的转化在10min内基本完成，过量O2对转化率影响不大，但O2量不足却会造成HCl转化率明显下降。最后给出了煤燃烧过程中氯析出动力学方程。     

煤粉种类对骨料烘干煤粉燃烧器排放特性的影响分析

以内蒙古地区的烟煤、无烟煤、褐煤为分析对象,对其燃烧过程进行数值模拟分析,可以得出:煤的着火温度越高,煤粉在燃烧器内越不容易燃烬,导致CO排放量高;NO和SO2的排放量除了与煤炭中氮和硫的含量有关外,还受温度及氧含量的影响,煤炭中氮和硫的含量增加,NO及SO2的排放量会增加,在燃烧温度高且氧气量充足的情况下,NO及SO2的排放量会进一步增加。     

煤制油油灰渣在CFB锅炉燃烧试验研究

本文对神华煤直接液化工程产生的油灰渣进行了详细的分析,通过在西安热工院1MWthCFB燃烧试验台上对油灰渣和洗中煤混合燃料的燃烧特性试验研究,混合燃料比例的确定、对燃烧稳定的影响、在设计工况下的脱硫效率和SO2、NOX的排放浓度及燃烧灰渣的特性等进行了介绍,为煤制油电厂以油灰渣为燃料的100MWCFB锅炉设计、运行提供主要的技术支持,为现场锅炉掺烧,积累了经验。同时对CFB锅炉掺烧含油类及高硫份的燃料亦有一定的借鉴意义。     

水蒸气对O2/CO2气氛下煤焦燃烧特性的影响

在热重分析仪上进行O2/CO2/H2O气氛下淮北烟煤煤焦与内蒙古褐煤煤焦的燃烧实验,分析水蒸气浓度、氧气浓度等参数对煤焦燃烧特性的影响,并对其进行燃烧动力学分析。结果表明,在相同氧浓度下,水蒸气的存在使煤焦的DTG曲线峰值向低温区偏移,着火温度、燃烬温度降低。褐煤煤焦综合燃烧特性指数升高,但烟煤焦综合燃烧特性指数先降低后升高,这主要是由水蒸气的低摩尔比热容及水蒸气与煤焦的气化反应共同决定的。在相同水蒸气浓度下,烟煤焦与褐煤焦综合燃烧指数随氧浓度的升高而增大,着火温度、燃烬温度均降低,表明提高氧浓度可改善O2/CO2/H2O气氛下煤焦的燃烧特性。     

工业废渣在煤燃烧中固硫的影响因素分析

采用正交试验法,研究了4种因素对煤高温燃烧固硫效率的影响,发现原煤硫分影响最显著,钙硫比影响十分显著,石灰石与电石渣的成分配比影响较显著,而钢渣以及各因子间的交互作用影响甚微.通过方差统计得到一组最佳实验条件：原煤硫分为4%,钙硫比为2,石灰石与电石渣的质量配比为60∶40,钢渣添加量为0.6%,在炉温1 200 ℃下得到52%的燃煤固硫率.     

水蒸气对煤焦低氧体积分数燃烧砷释放的影响

煤燃烧过程中痕量元素排放的研究已成为燃煤污染中的一个新兴前沿领域。特别是一些易挥发元素或化合物,它们排放进入大气,成为环境污染的一个重要来源。其中最易挥发的痕量元素砷引起人们的广泛关注。选取清水沟煤焦,利用自制的恒温燃烧实验台,研究了5%氧体积分数下煤焦在800,1 000和1 200℃燃烧过程中水蒸气对砷释放的影响。通过改变不同停留时间,并进一步探究水蒸气在不同温度、不同粒径下对砷释放特性的影响,得出煤焦燃烧过程中砷释放比例随时间的变化曲线。实验结果表明:水蒸气对煤和煤焦中砷释放的影响是同步的,水蒸气主要是与焦炭发生气化反应促进了煤焦中砷释放进而影响了煤中砷释放;燃烧气氛中水蒸气对煤焦燃烧砷释放具有一定的促进作用,原因是低氧下水蒸气与煤焦发生了气化反应,提高了砷的释放速率并增加最终的释放比例,但促进作用随着水蒸气体积分数的增加逐渐减弱;不同温度下,水蒸气对煤焦燃烧砷释放的促进存在差异,1 000℃下水蒸气对煤焦燃烧砷释放的促进作用较800℃和1 200℃下更明显;在同一条件(温度和气氛)下,煤焦粒径越小,砷的最终释放比例越大,且砷释放峰值对应的温度随着粒径的减小向低温区移动;气氛中含20%水蒸气时,煤焦燃烧砷释放的表观活化能和频率因子均大于气氛中不含水蒸气。     

煤层气与煤矸石在循环流化床内混烧影响因素的试验研究

针对影响煤层气与煤矸石循环流化床内混合高效燃烧关键因素（混烧比R、二次风率r₂、过量空气系数α）进行试验,研究这3种运行参数对炉内温度场以及燃烧效率的影响.试验结果表明：与纯烧煤矸石相比,采用煤层气/煤矸石混烧可使炉内温度场分布更加均匀,提高燃烧效率.当混烧比R＝0.2时,炉内温度场比较均匀,燃烧效率相对较高;随着r₂的增加,燃烧效率先升高后降低;随着过量空气系数α增大,炉膛密、稀相区的温度均降低,燃烧效率先升高后降低.在本试验条件下,R＝0.2,r₂=0.3,α=1.3综合燃烧效果较好.     

焦炭与原煤混烧和分别燃烧时NO生成的差异性

以3种具有不同煤阶的原煤作为试样,将其热解后制备的焦炭与原煤采用2种方法进行实验：混烧和分别燃烧,在973~1 373 K范围内研究了NO的生成规律.研究发现,焦炭和原煤混烧生成的NO大于其分别燃烧时生成的NO的总和.而且当焦炭占混合物的质量分数为13.04 %时,随着燃烧温度的提高,2种方法所得NO的差异还有增大的趋势.在此温度范围内,当混烧时,焦炭对NO的主要作用表现为对其前驱物的吸附.     

含氧气氛下氧化铁基高温煤气脱硫剂再生行为

采用以钢厂赤泥为主要组分制备的氧化铁基高温煤气脱硫剂,在固定床反应装置上考察了再生温度、空速以及氧气含量对初次再生行为的影响,并通过XRD,XPS等测试手段表征了再生前后氧化铁基高温煤气脱硫剂物相组成.研究结果表明: 600 ℃,4 000 h^-1和6%O₂为含氧气氛下氧化铁高温煤气脱硫剂的最佳再生条件;脱硫剂中FeS再生后转变为Fe₂O₃和SO₂,以及少量的单质硫;再生温度、氧含量影响硫酸盐生成,硫酸钙是再生增重和再生后活性下降的主要原因.