高温主燃区还原性氛围下喷氨脱硝的试验研究

为研究煤粉燃烧过程中高温主燃区NH_3对NO_x还原效果的影响,采用尿素溶液为氨基还原剂,利用一维管式电加热沉降炉分析了氨剂对NO_x在不同反应条件下的还原特性。实验结果表明:主燃区温度为1 573 K时,在过量空气系数α≤0.95条件下,尿素溶液可有效的将主燃区烟气中NO_x还原为N_2,且脱硝效率都随氨氮比n增大而快速升高,当n1.75时,脱硝效率升高速度变缓;在还原性氛围中,相同n时,温度越高,脱硝效率越高,且高挥发分烟煤的脱硝效率大于低挥发分无烟煤所对应脱硝效率;试验条件下,神华烟煤的整体脱硝效率最高可达95%;单独喷水可降低NO_x浓度,但与喷氨工况相比,其降低幅度不明显。     

330 MW电站煤粉锅炉高温主燃区喷氨脱硝的试验研究

在一台330 MW四角切圆煤粉锅炉上进行试验,研究各因素对高温主燃区喷氨脱硝的影响。结果表明：向高温主燃区喷入尿素溶液可有效脱除NO_x,且脱硝效率受锅炉负荷、配风方式和O₂体积分数等因素的影响;在锅炉常规运行的基础上进行主燃区喷氨,随着负荷的增加,最佳R_NSR增大,脱硝效率降低;相对于基准配风方式,在极限配风方式下进行喷氨可以提高脱硝效率,使最佳R_NSR减小;降低锅炉出口O₂体积分数可进一步提高主燃区喷氨的脱硝效率;主燃区喷氨与高速燃尽风协同控制可以在减小NO_x质量浓度的同时对飞灰含碳量和CO体积分数进行有效控制。     

在炉排主燃区加喷蒸汽的燃烧试验研究

对不同煤种在炉排主燃区加喷蒸汽的燃烧试验研究表明，可提高锅炉运行效率，起到强化燃烧、降低炉排工作温度和减少烟尘排放。     

煤粉锅炉气体再燃及SNCR联合 脱硝的实验研究

对某厂一台240 t/h煤粉锅炉采用空气分级、化工合成气再燃及以氨气为还原剂的SNCR(选择性非催化还原)等技术进行联合脱硝改造。实验结果表明:气体再燃比在0~20%时,随着再燃量增大脱硝效率增加,高、低负荷工况时脱硝效率可达39.1%、43.1%;SNCR喷射点位置沿炉膛纵深存在温度梯度,水冷壁附近温度梯度较大,靠近炉膛中心处温度梯度降低;在空气分级基础上,高、低负荷工况时SNCR可分别提高35.1%、42.4%脱硝效率,氨气的使用不会造成锅炉效率的降低;满负荷工况采用气体再燃及SNCR技术联合脱硝时,在尾部氨逃逸小于12 mg/m3时,可达到80.2%的整体脱硝效率。     

基于RBF神经网络的SCR脱硝系统喷氨优化

为实现对电厂选择性催化还原(SCR)脱硝装置喷氨的优化控制,以广东某电厂350 MW锅炉为研究对象,采用径向基函数(RBF)神经网络法,以锅炉负荷、烟气体积流量、SCR烟气温度、脱硝进口NO_x 质量浓度以及喷氨质量流量等为输入变量,以SCR脱硝效率为输出变量,建立输入变量与输出变量之间的关系模型,实现对SCR脱硝效率及脱硝出口NO_x 质量浓度的预测.在满足NO_x 排放标准的前提下,以SCR系统运行成本最小为目标,利用Matlab对该模型进行仿真实验,寻求氨耗成本和电耗成本与NO_x 排放费用的临界点,得到最佳喷氨质量流量.结果表明:最佳喷氨质量流量计算值比实测值或高或低,但在满足NO_x 排放标准的前提下,其SCR系统运行成本呈降低趋势.     

SCR烟气脱硝系统喷氨适应性调整的试验分析

在选择性催化还原烟气脱硝技术中,为了使还原剂与NO_x充分混合,最理想的状况是使还原剂的质量浓度分布与NO_x的质量浓度分布相一致。主要介绍了锅炉SCR脱硝系统喷氨适应性调整试验的测点布置、测量方法、试验结果与分析等,通过实验可知,调整各喷氨支管手动阀开度可有效提高SCR喷氨适应性,降低氨逃逸量,降低出口NO_x质量浓度。     

高级空气分级脱硝特性的实验研究

在一台20kW电加热多功能低Nox试验台上对高级空气分级--空气分级富燃料区喷氨脱除Nox进行了实验研究. 研究发现,主燃区过量空气系数SR1、温度T以及化学计量比NSR是影响氨剂对Nox还原的重要参数.1000℃时,较小SR1不利于氨剂对Nox的还原.增大SR1时,由于初始Nox水平较高,能一定程度上提高喷氨后的脱硝效率.主燃区温度为1300 ℃时,在SR1=0.75、SR1=0.85下喷氨都能提高10 %左右的脱硝效率,但在SR1=0.95、SR1=0.99时,较大NSR下,脱硝效率有一定回落.高温能促进较小SR1下喷氨后的脱硝效果,但在SR1较大时,高温对氨剂还原Nox不利.大部分试验工况下,NSR在1.5-2范围内,脱硝效率取得最佳值.     

基于CFD建模的1000MW电站锅炉SCR脱硝系统喷氨策略优化

以某1 000 MW电站锅炉的选择性催化还原(SCR)脱硝系统为研究对象,入口截面采用现场实测流场和NO_x浓度场分布数据,对耦合反应器内的湍流流动、多组分混合及化学反应进行了基于CFD建模的数值计算研究,并基于氨氮比一致分配理论,利用数值模拟多次试算获得最优喷氨策略,对该最优喷氨策略进行现场验证.结果表明:实际入口为非均匀流场和浓度场,采用均匀喷氨策略,催化剂上部截面氨氮比及出口附近测点位置氨气浓度分布极度不均,氨逃逸严重;现场验证实验表明,本文方法确实可有效地指导喷氨优化调整,降低调整盲目性,提高现场工作效率.     

石灰石脱硫反应对喷氨脱硝反应影响的实验研究

在循环流化床锅炉炉膛尾部或旋风分离器入口喷入氨气可以降低烟气中的NOx含量。在循环流化床锅炉中,为脱硫而加入的石灰石会影响喷氨脱硝反应。通过实验研究了石灰石热解产物和脱硫产物对喷氨脱硝反应的影响,发现石灰石的热解产物在脱硫前,比表面积较大,CaO对喷氨脱硝反应显示出一定的催化活性,能够促进喷氨脱硝反应;石灰石的脱硫产物,对喷氨脱硝反应影响较小,但在T>1 200 K以上时,能够促进NH3的氧化,降低NH3的逸出,对喷氨脱硝反应有利。     

500MW机组脱硝系统喷氨格栅优化设计

合理的喷氨系统可保证烟气中的氮氧化物和脱硝剂氨均匀混合,有利于提高脱硝效率,节约氨耗量;减少催化剂预装量,延长催化剂寿命;保证达标排放,降低硫铵堵塞引发的安全风险;降低投资和运行管理成本。以某500 MW机组SCR系统为研究对象,设计3种不同形式的喷氨格栅进行数值模拟。选择催化剂入口截面速度和氨浓度分布最为均匀的方案,对原喷氨系统进行改造。结果表明:工程改造后,SCR出口NO_x浓度不均匀度由最高57.40%降低到20.20%,氨逃逸由最高24×10~(-6)降低到1×10~(-6),液氨耗量节约10%以上。     

蓄热式燃气锅炉SNCR脱硝试验及数值模拟研究

以10t/h蓄热式燃气锅炉为试验平台,对其SNCR脱硝特性进行试验和数值模拟研究。试验结果表明,经SNCR脱硝处理后,烟气中氮氧化物浓度大幅降低,脱硝效率最高可达62%。数值模拟结果表明,炉膛大部分区域氮氧化物浓度大幅降低,但炉膛两侧区域氮氧化物浓度仍较高,在现有方案基础上增加4支均匀分布的小喷枪后,炉膛中心及两侧区域氮氧化物浓度均大幅降低,脱硝效率进一步提高至66%。     

提高SNCR脱硝喷枪寿命的实践

通过对SNCR脱硝喷枪实际使用过程中弯曲变形情况的调查,从喷枪结构、使用方式和工作环境等角度出发,分析导致喷枪变形的原因,并提出相应的改进措施,在实际生产中取得了延长喷枪使用寿命的优良效果.     

气态氨作还原剂的SNCR脱硝工艺的试验研究与模拟

在自行研制的试验台上对氨气作还原剂的SNCR脱硝工艺进行了实验研究,并利用化学反应动力学软件Chemkin 4.1进行了模拟.通过试验发现,采用自制改进型槽缝式TB系列喷嘴内部喷入的方式明显优于侧喷,提高了NO_x的去除率.以NO_x去除率高于50%为标准,试验所得温度窗口为863～937 ℃.随着氨氮比的增大,NO_x的去除率和氨的泄漏量增大,当氨氮比大于1.0后,NO_x去除率的随氨氮比增大的幅度减小,而氨的泄漏量增大幅度增大.利用Chemkin 4.1的模拟所得的温度窗口和NO_x去除率与实验基本相符,通过对详细机理中重要基元的分析,得出了各温度下的主要反应途径.     

SNCR应用于130t/h循环流化床锅炉烟气脱硝的研究

介绍了130 t/h循环流化床锅炉上采用选择性非催化还原脱硝技术进行氮氧化物脱除,探讨了反应温度、氨氮比(NSR)、还原剂粒径及钙硫比(Ca/S)对脱硝率及氨逃逸的影响。结果表明,NSR=1.4,脱硝率能达到最大值76.8%,最佳脱硝反应温度在920~935℃。脱硝率随着NSR升高而增加,而NSR1.6后,脱硝率增加趋于平缓。在NSR恒定的情况下,脱硝率随着喷射流量的增加而增加,最佳的喷射流量为160 L/h,相应的雾化粒径为120μm。Ca/S的增加将导致没有参与反应的CaO含量增多,而CaO对NH3有催化氧化效果,虽然减少了NH3逃逸但同时也降低了NH3的利用率。     

多孔燃烧器中氨/空气燃烧特性数值研究

氨具有氢密度高、生产成本低、基础设施完善等优点,作为一种潜在的可再生替代燃料受到了广泛的关注.目前,仅有少数研究关注氨气燃烧喷嘴的研究,针对氨气稳定燃烧喷嘴的研究尤其不足.为实现氨燃料的稳定燃烧和低污染物排放,本研究提出了一种氨用多孔介质燃烧器.对氨用多孔介质燃烧器建立了二维数值模型,并对预混氨/空气在多孔介质燃烧器中...     

锅炉燃烧调整对NOx排放和锅炉效率影响的试验研究

在2台典型的1025 t/h锅炉上进行了燃烧调整降低NOx排放浓度的试验研究,通过改变过量空气系数、辅助风配风方式、运行负荷和制粉系统运行方式等,测定了锅炉尾部烟道NOx排放浓度,分析了锅炉运行工况、运行方式对NOx排放的影响.结果表明:降低过量空气系数,烟煤锅炉NOx减排效果比贫煤锅炉好得多;降低负荷,烟煤锅炉的NOx排放量降低值较大;缩腰式配风的NOx排放浓度比均匀配风方式约降低10%,制粉系统的运行方式影响炉内燃料的燃烧状态和温度分布,也影响NOx的生成和排放.在不降低锅炉效率的前提下,调整燃烧工况,可降低锅炉排放NOx浓度1O%～20%.     

酒糟在流化床中燃烧特性的试验研究

利用X射线荧光光谱仪、灰熔点仪和热重分析仪等对酒糟的灰成分、灰熔点及着火温度进行了测试,并在小型流化床试验台上进行了酒糟燃烧试验,对不同含水率酒糟的着火特性、烧结特性和NOx排放质量浓度进行了研究.结果表明:酒糟灰中K2O和Na2O的含量很低,只有4.936%;酒糟灰的软化温度较高,高于1 290℃;干燥酒糟的挥发分较高,高于250℃就能够着火燃烧;当石英砂的平均粒径为300μm、流化床内的流化速度大于0.36m/s时,流化状况良好;在900℃下,酒糟在石英砂流化床中燃烧不会出现烧结现象;在不同的燃烧温度下,NOx排放质量浓度均较大,且随着燃烧温度的升高而增大;酒糟可以在石英砂流化床中燃烧,且燃尽效果良好.     

稀释合成气微混合燃料喷射燃烧火焰特性研究

研究了耦合CO2稀释和微混合燃料喷射燃烧的火焰特性.结果表明:耦合CO2稀释和微混合燃料喷射燃烧是一种降低合成气扩散火焰NOx生成量的有效途径;实验范围内排放的NOx质量浓度一般低于2mg/m3,排放的CO质量浓度低于10mg/m3,排放的CO质量浓度随火焰热功率的增大而降低;燃烧器出口温度、壁面温度和喷嘴出口温度等均随火焰热功率的增大而升高.     

径向外浓内淡旋流燃烧器NO_x排放和燃尽率的试验研究

在一台1 MW的热态煤粉燃烧试验炉上进行热态模拟试验,用两台双调风旋流燃烧器对冲燃烧,并且在主燃烧器上方的不同位置还布置了燃尽风装置(OFA)。主燃烧器使用的是变截面的一次风管和碰撞环相结合,在一次风管内,风粉气流在惯性的作用下分离为外浓内淡的环状气流,从而实现了燃烧器喷口处沿直径方向的浓淡分布。通过对陕北神华优质烟煤、山西河津劣质烟煤和山西长治贫煤这三种特性相差较大的煤的燃烧对比实验,得到了燃尽风布置的相对位置变化,一次风率、内二次风率、外二次风率的变化,内二次风、外二次风旋流强度等因素的变化,对NOx的生成和对飞灰含碳量的影响作用,同时也得到了NOx的生成和燃尽率之间的相互关系,以及对燃烧的稳定性、经济性的影响因素,其结果对工程设计和实际应用有着重要的指导意义。     

130 t/h四角切圆煤粉炉低氮燃烧改造的试验研究及数值模拟分析

运用试验研究及数值模拟方法,分析了130 t/h四角切圆煤粉炉进行低氮燃烧改造后,空气分级对炉内火焰特性、NO_x排放和灰渣结焦的影响。研究表明:分离燃尽风(SOFA)比率为24. 8%时,燃烧器区域的平均燃烧温度下降120℃,SOFA风上部的烟气温度上升80℃;改造后锅炉NO_x排放量下降了36. 4%; CFD数值模拟与NO_x实测排放的相对误差在±5%以内,证明了数值模拟的可靠性;随着SOFA比率的增大,燃烧器上部火焰切圆直径增大,较高温度下灰中结焦液体含量增多,反映了炉内SOFA风上部炉壁更易结焦,这与实际情况相符。