石油焦燃烧特性和污染物排放浓度试验研究

石油焦是炼油厂延迟焦化装置的副产品，可作为循环流化床的燃料。石油焦成人与特性和煤有很大不同，它的燃烧特性和污染物的排放浓度亦与煤有很大区别。本文试验研究了石油焦的燃烧特性和污染物的生成特性。这些研究结果对石油焦循环流化床锅炉设计有指导作用。     

富氧气氛下煤粉燃烧产生污染物排放研究进展

富氧燃烧被认为是一种具有发展潜力的碳减排技术,是目前国内外研究的主要碳减排技术之一。燃煤燃烧引起的污染物排放一直是当前研究的热点问题,针对富氧燃烧方式,概述了当前富氧燃烧技术中燃煤烟气的污染物,如硫氧化物、氮氧化物、粉尘和重金属汞等的排放特性。在富氧燃烧方式下,硫氧化物、氮氧化物和烟尘的排放量会减少,而重金属汞的排放量会增加。     

O_2/CO_2条件下生物质焦和煤焦燃烧动力学特性

为得到富氧条件下生物质焦和煤焦的燃烧动力学特性规律,利用热重研究了麦秆焦,木屑焦以及烟煤焦在富氧气条件下的燃烧特性。实验结果表明:无论是生物质焦还是煤焦,相同的O2浓度下,O2/CO2气氛下焦样的着火相对于O2/N2气氛均发生了延迟,燃烧特性指数也均低于O2/N2气氛下对应值;在O2/CO2气氛和O2/N2气氛下,随着O2浓度的增加,焦样的着火温度均降低,燃烧特性指数增大,且提高O2浓度对煤焦着火的改善程度显著优于木屑焦。     

富氧燃烧对柴油机排放特性的影响

柴油机因其废气中的碳烟排放高而被排除在清洁发动机之外。减少碳烟排放的一种方法是增加缸内空气的氧含量，使燃烧更彻底充分进行。本文介绍了在S195柴油机上进行富氧燃烧试验。对其排放特性进行比较与分析，通过试验研究，找到在富氧条件下同时降低碳烟和NOx排放的方法。     

煤焦燃烧模型的热重实验研究

基于热重分析法对无烟煤和烟煤的两种煤焦在不同氧浓度下(100％、30％、20％和7％，其余为氩气)的燃烧模型进行了研究．比较和分析了几种主要燃烧动力学模型的特点，采用一种新的统一模型和动力学参数对上述煤焦的燃烧过程进行了模拟．分析了煤焦颗粒比表面积在燃烧过程中的变化规律，改进了原有煤焦模型中的表面积系数的选取办法，模拟结果与实验结果吻合程度较好．该模型能够较好地对煤焦的燃烧过程进行模拟，而且采用变氧浓度的实验方法是一种研究煤焦燃烧动力学参数的有效途径。     

高硫石油焦燃烧污染物排放特性的试验研究

文中通过在一热试验台上进行的高硫石油焦燃烧脱硫试验,讨论了燃烧温度、钙硫比和过量氧量等因素对SO2和NOx排放的影响,为工业应用高硫石油焦提供了理论和实践依据。     

CO_2效应对煤焦颗粒增氧燃烧影响的数值研究

采用考虑炭粒表面氧化还原反应以及气相CO-O_2反应的连续膜模型,在增氧燃烧中添加一定量的CO_2并采用Ar来调节煤焦颗粒表面温度,分析O_2浓度效应、CO_2化学效应及热效应对煤焦颗粒表面燃烧速率的影响.结果表明:当增氧燃烧系统中O_2体积分数从21%提高到26.5%时,煤焦颗粒表面温度升高154K,燃烧速率增大,且着火时间和燃尽时间均提前;在煤焦颗粒增氧燃烧过程中,O_2浓度效应对煤焦颗粒表面燃烧速率的影响占主导作用,其次是CO_2化学效应,而热效应的影响最低,三者影响的相对贡献率分别为56.4%、25.7%和17.9%.     

柴油机富氧燃烧排放特性的试验研究

介绍了在S195柴油机上进行富氧燃烧的试验，对柴油机排放特性进行了比较与分析，目的是通过试验研究，找到在富氧条件下同时降低碳烟和NOx排放的方法。研究结果表明，增加进气氧的质量分数，碳烟排放大幅度下降，HC和CO也趋于下降，但NOx排放显增加；推迟供油提前角，可以使NOx排放降低，但碳烟有上升趋势，HC和CO排放增加。所以，采用富氧燃烧时必须同时推迟供油提前角，才能获得较低的排放量组合。     

富氧燃烧CO_2压缩纯化试验研究

以富氧燃烧碳捕集技术为基础,开展CO_2压缩纯化技术研究,搭建了300t/a CO_2压缩试验平台,在该平台上开展各种体积分数CO_2的压缩试验,寻找最佳运行参数.结果表明:当CO_2体积分数为80%时,液化温度为-30℃、压力为3.0 MPa是最优的液化条件,在该条件下CO_2液化率较高(81.86%),液体CO_2消耗电功最低为1 273kJ/kg,液体CO_2纯度大于99%;该平台可协同脱除NOx和SO_2等污染物.     

进气氧浓度对柴油机低温燃烧影响的试验研究

为了研究低温燃烧机理的极端情况,即废气中不含比热容较小的N2,通过向进气管喷入CO2气体控制进气氧浓度、改变喷油量、喷油时刻、喷油压力等,研究了进气氧浓度对柴油机燃烧和排放特性的影响.结果表明,随进气氧浓度降低,在喷油量为25 mg/cyc时,放热速率逐渐降低,而在喷油量为50 mg/cyc时,放热速率先升高后降低;较低进气氧浓度时,燃烧呈明显的两阶段放热.喷油量为50 mg/cyc时,降低碳烟排放最有效的途径是提高喷油压力.综合性能和排放,喷油提前角应不小于20°CA,此时NOx和碳烟排放较低,且可保持较高的热效率.     

油页岩干馏残渣和生物质混烧污染物释放特性研究

基于自行搭建的流化床试验台,对桦甸油页岩干馏残渣和生物质混合燃料进行了不同掺混比例、不同床温、不同粒径下的燃烧试验,得到了混合物燃烧后污染物气体释放的体积分数,并分析了其产生机理.结果表明:各燃料中SO2的释放体积分数与其中的含硫量成正相关性;NOx气体的产生机理复杂,其主要取决于氮元素的转化率;油页岩干馏残渣和燃料灰烬均对SO2和NOx具有吸附作用;混合燃料颗粒粒径过小会阻碍反应的继续进行,导致燃烧不彻底.     

O2/CO2气氛下循环流化床煤燃烧污染物排放的试验研究

富氧燃烧技术不仅能使分离收集CO2和处理SO2容易进行,还能减少NOX排放,是一种能够综合控制燃煤污染物排放的新型洁净燃烧技术。进行了O2/CO2气氛和O2/N2气氛下的循环流化床煤燃烧试验,重点分析了煤燃烧生成的污染物NOX、SO2的排放规律及石灰石脱硫效率,进行了循环流化床富氧燃烧系统的平衡分析并得到了相关试验的证实,为循环流化床富氧燃烧技术的工业应用做了基础和重要的准备。图9表2参9     

燃烧系统参数对商用车发动机燃烧和排放特性的影响研究

为改善商用车发动机性能,采用计算流体力学（computational fluid dynamics, CFD）模拟、正交设计等方法,针对某商用车的燃烧室结构参数设计了4种新方案,并选取油束夹角、喷雾锥角、主喷正时等3个喷油参数开展多因素影响研究。结果表明：燃烧室形状曲线向内收缩且最大半径增大的方案1燃烧室可提升缸内湍流特性,改善燃油浓度分布,使燃烧速度加快,油气混合更好,为最优方案。在喷油参数研究方案中,以碳烟（soot）排放为优化指标时,油束夹角对排放特性影响最大,最优匹配方案是油束夹角147°、喷雾锥角15°、主喷正时-1°,其缸内碳烟排放较原机下降13.91%,且NO_x排放减少13.98%;以氮氧化物（nitrogen oxides, NO_x）排放为优化指标时,主喷正时对排放特性影响最大,最优匹配方案是油束夹角160°、喷雾锥角25°、主喷正时-1°,其缸内NO_x排放较原机降低37.79%。     

燃煤机组耦合固废焚烧关键技术研究进展

目的  燃煤与固体废弃物混合掺烧不仅可以实现固废的能量回收利用,也是实现燃煤发电的碳减排的路径之一。 方法  文章综述讨论了燃煤电站掺混固废的研究工作,主要介绍了基于目前主流的电站锅炉为反应器开展燃煤与不同固废掺混的燃烧应用与技术发展;从燃料经济性、混合燃料的飞灰特征、污染物排放以及碳税角度评价燃煤掺混固废的燃烧技术发展;最后讨论了直接掺混和间接掺混的技术的特点。 结果  燃煤直接掺混固废燃烧时需要尽可能减少对锅炉运行的影响,特别是气体污染物的排放以及飞灰对换热面的影响和飞灰无害化处置。间接掺混可以避免混合燃料燃烧对炉膛的影响,但是需要较高的硬件成本投资且耦合技术较为复杂。富氧燃烧技术依旧需要对现有锅炉结构优化来提高该技术的适用性。 结论  直接掺混可实现性与成本优于间接掺混,且循环流化床燃料适应广的特点有利于燃煤直接掺混固废燃烧技术的应用,随着基于循环流化床的富氧燃烧技术的发展将更有利于实现火电厂的碳减排。     

浑源煤焦CO_2气化反应的影响因素及动力学特性分析

研究了热解温度、热解时间以及气化温度对浑源煤焦CO2气化反应的影响,并获得了气化反应的动力学模型.结果表明：浑源煤焦的气化活性随热解温度的提高而降低;每个热解温度都对应着一个最佳热解时间,且存在最佳热解时间随温度升高而缩短的趋势;提高气化温度能够显著提高煤焦的气化反应性能,气化温度对气化反应的影响大于热解温度的影响;低温度煤焦的气化活性随气化温度的提高而增加更为剧烈;900℃及以上的高温使活性点数增加,从而使煤焦间的活性差距分布均匀;浑源煤焦的气化反应适宜用体积模型来描述,所求取的动力学参数之间存在补偿效应,其等动力学温度约为1 199.6℃.     

Combustion Characteristics and Kinetics of Partial Gasified Coal Char

Abstract

Combustion characteristics and kinetics of partial gasified coal char (PGC-char) were investigated in this article. Two-stage distributed activation energy model (TS-DAEM) and simple model were used to model the combustion kinetics. The experimental results showed that the combustion characteristics of PGC-chars varied with coal types and percentage of gasification. Modeling results showed that TS-DAEM could suitably describe the combustion of PGC-char. The activation energy and preexponential factor increased with the increasing of PGC-char gasification percentage, but the percent of high reactivity part decreased. This indicated that the difficulty reactive part in the partial gasified coal char became more and more with the gasification conversion. However, simple model wasn't fit to describe the combustion of PGC-char, especially for PGC-chars with obvious second peak in combustion DTG curves.     

煤粉燃烧污染物排放特性的试验研究

由煤燃烧产生的NOx、SOx引起的污染受到世界各国的重视,降低污染物排放成为燃烧研究的重要课题.选择了某电厂常用的4种褐煤和3种烟煤,研究了单煤及其混煤的污染物排放特性.结果表明:氧浓度增加时,或煤粉较细时,NOx的排放增加;而水分能降低NOx的排放;SOx的排放规律不明显.     

生物质与煤混燃燃烧特性研究进展

基于能源与环境的双重压力,以及生物质与煤单独燃用存在的问题,生物质与煤混燃已成为一种发展趋势,但其利用方面还面临着许多困难。因此,研究混合燃料燃烧过程中的燃烧特性及污染物规律,对于生物质与煤混燃技术的利用具有重要的意义。本文重点介绍了近年来国内外在生物质与煤混燃燃烧特性,及污染物排放的方面研究现状,并提出了研究过程中存在的问题,以期为后续的研究工作提供有价值的参考。