富氧气氛下煤与生物质掺烧时污染物排放特性

利用管式炉实验系统对富氧气氛燃烧下煤掺烧生物质时污染物的排放特性进行测量分析,结果表明:随着燃烧温度和氧气浓度的提高,SO_2和NO的排放曲线峰值及转化率增加;随着掺烧生物质比例的增加,SO_2和NO的排放曲线峰值及转化率减小;掺烧的煤种和生物质种类对SO_2和NO排放影响较大,烟煤掺烧玉米秆比贫煤掺烧时的SO_2排放曲线峰值大,NO的排放曲线峰值小;烟煤掺烧玉米秆比掺烧锯末时的SO_2排放曲线峰值大,NO的排放曲线峰值小。     

生物质与煤掺烧燃烧特性的实验研究

利用热重分析仪,在不同条件下,对单一生物质、煤及其混合物的燃烧特性进行分析,研究了木屑、稻壳、稻草及耒阳白沙煤的着火温度、燃烧最大速率温度和燃烬温度等燃烧特性参数。实验结果表明,生物质的着火温度比白沙煤低,生物质在燃烧过程中有两个明显的失重阶段,而煤只有一个明显的失重阶段。通过掺烧可以使生物质与煤的混合物着火温度降低,着火时间缩短,延长了整个燃烧的温度区间,使煤能更好地燃尽,使燃料的燃烧特性得到了优化。随着生物质掺混比例的提高,掺混样品着火点温度降低得更加明显;且生物质颗粒尺寸由R90变为R200时,同样的掺混比例下,尺寸R200的掺混样品着火温度更低。     

生物质气掺烧对煤污染物排放特性影响的Aspen Plus数值计算研究

为了分析生物质气与煤混合燃烧对锅炉燃烧产物的影响,基于Aspen Plus建立了生物质气化以及合成气与煤混合燃烧模型,对含水率为20%的松木气化的合成气与不同品质的煤种的混合燃烧过程以及污染物排放特性进行研究。改变生物质气的掺烧比例,随着输入锅炉空气流量的变化,确定出各种工况下的锅炉最高燃烧温度,得到对应燃烧温度下的NOx,SO2等污染物的排放值。结果表明,随着煤种质量的降低和掺烧比例的增加,煤与生物质气混烧后的最高燃烧温度均降低;无论是优质煤还是劣质煤,与生物质气掺烧后,均可以使污染物NOx,SO2随生物质气掺烧比例的增加而减少,即减排率随掺烧比例的增加而增加。     

富氧气氛下煤与生物质掺烧时砷的释放研究

利用化学试剂对富氧气氛下煤与生物质掺烧后的灰进行湿法消解,采用AFS-933原子荧光分度计对其中的砷含量进行了测量分析.结果表明:掺烧生物质后砷的释放受到一定的抑制,生物质掺烧比例越大,灰中砷元素的相对富集系数越大;随着燃烧温度的升高和O_2体积分数的增大,灰中砷的相对富集系数减小,有利于砷的释放;不同的生物质种类与不同煤种掺烧燃烧时,生物质种类对砷释放的抑制作用比煤种的影响明显.     

高炉煤气/煤粉掺烧锅炉富氧燃烧和NO_x排放特性研究

针对某1 025t/h高炉煤气/煤粉混烧锅炉,用Fluent数值模拟软件对助燃气体(O2/CO2)中O2浓度分别为30%、35%、40%的3种富氧掺烧工况及常规空气氛围下的炉内燃烧过程进行数值模拟。结果表明:富氧工况下,在炉膛底部及燃烧器区域,烟气温度随着O2浓度的增大而升高,在燃烧器区域之后,呈现出相反的趋势,当O2浓度大于35%后,烟气温度已低于同位置处空气氛围下的烟气温度;NO浓度随着O2浓度的增大而升高,当O2浓度为40%时,NO浓度已超过常规空气工况,NO浓度的升高主要受到炉膛内氧浓度升高的影响。3种工况下的出口CO2都达到较高的水平,这样的水平有利于CO2的液化分离。综合分析,对于掺烧锅炉采用富氧燃烧技术时,初始氧浓度不应超过35%。     

煤掺烧生物质旋流燃烧器流场的数值模拟

为探索适用于煤掺烧生物质的旋流燃烧器结构形式,采用Fluent软件对旋流燃烧器进行了冷态数值模拟,计算结果表明旋流叶片安装角度合适,旋流燃烧器中流出的气体质点既有旋转向前的趋势,又有从切向飞出的趋势,气流初期扰动非常强烈。研究发现改变燃烧室形状对燃烧室内气相速度场、颗粒轨迹以及湍流强度等特性参数都有较大影响,长方体型燃烧室对燃料和氧化剂的混合和燃烧更有利。     

生物质颗粒燃料燃烧污染物排放特性

为研究生物质颗粒燃料燃烧时气态污染物(CO,CO_2,NO_2,SO_2)和颗粒物排放情况,选用一种小型民用炉,基于自行搭建的生物质燃烧试验平台,采用TESTO便携式烟气分析仪,低压电子冲击仪等设备,对锅炉进行了瞬时输出功率的测定,并对生物质颗粒燃料在不同质量和不同过量空气系数下的气态污染物和颗粒物排放特性进行了研究。试验结果表明:CO的浓度变化与瞬时输出功率变化存在负相关关系,CO_2,NO_x和SO_2的浓度变化与瞬时输出功率变化存在正相关关系;增大生物质颗粒燃料的质量,控制较小的过量空气系数有利于降低气态污染物和颗粒物浓度,尤其是积聚模态的颗粒物的数量浓度和质量浓度。     

生物质与煤混合富氧燃烧过程中NO和N_2O的排放特性研究

为了研究燃烧气氛、进口氧气浓度、生物质掺混比、燃烧温度以及过量氧气系数对循环流化床(CFB)富氧燃烧过程中NO,N_2O排放特性以及燃料中N的转化特性的影响,以棉秆和大同烟煤为燃料,在50 k W循环流化床燃烧试验台上进行了空气气氛和O_2/CO_2气氛下的生物质与煤混合燃烧试验。试验结果表明:与空气气氛相比,O2/CO2气氛下,NO,N_2O的排放量和燃料中N的转化率均降低;随着进口氧气浓度和燃烧温度的升高,NO的排放量均升高,N_2O的排放量和燃料中N的转化率均降低;随着生物质掺混比的增大,NO的排放量和燃料中N的转化率降低,N_2O的排放量升高;NO,N_2O的排放量以及燃料中N的转化率均随过量氧气系数增大而升高。     

生物质与煤耦合燃烧电厂生物质掺烧比14C检测方法的研究进展

放射性碳(~(14)C)检测方法是一种鉴别生物源和化石源燃料的有效手段。目前,样品~(14)C含量测量方法的准确度和精确度得到了很大地提高,将~(14)C检测方法应用于电厂燃料来源分析方面具有极大的应用前景。生物质与煤耦合燃烧电厂中生物质掺烧量的精确检测是生物质与煤耦合燃烧发电技术规模化应用的前提和关键。目前,将~(14)C检测方法用于生物质掺烧比检测仍停留在验证和探讨阶段。文章概述了生物质与煤耦合燃烧电厂生物质掺烧比的检测方法,并从烟气采样方法、烟气~(14)C含量的测量方法和生物质掺烧比计算模型3个方面,详细阐述了~(14)C检测方法的研究进展,同时指出了~(14)C检测方法在应用中须要解决的问题。     

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。     

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。     

富氧燃烧方式下神华煤熔融特性实验研究

选用马弗炉和平面火焰携带流反应器(FF-EFR)开展了神华煤在不同气氛下的灰化实验,利用X射线衍射仪(XRD)、热分析仪(TG/DSC)、扫描电镜(SEM)以及能谱仪(EDS)对收集到的灰样进行表征,探究了神华煤灰熔融性温度低的原因,考察了灰熔点温度和灰分中矿物质成分含量受气氛的影响.结果表明,神华煤灰熔点普遍偏低,主要原因在于煤中存在大量的Ca和Fe,参与反应产生各种低熔点化合物;传统方式测得灰熔点可以代表实际锅炉中燃煤灰熔点,但不能直接表征高氧浓度燃烧反应时灰分实际熔融性特征;不同气氛下主要燃烧产物种类不变,区别在于富氧燃烧时会产生在空气中燃烧时没有的Ca CO3,从而降低富氧条件下灰熔点并加重结渣情况;富氧条件下Fe矿物形态相对空气气氛下玻璃体更多,赤铁矿更少,这些原因导致神华煤在富氧条件下结渣更严重.     

柴油机掺烧DMM的燃烧和排放性能影响研究

研究了柴油掺混不同比例二甲氧基甲烷(0～50%DMM)对柴油机燃烧和排放性能的影响.结果表明,在发动机燃油和燃烧系统不作变动的条件下,随着二甲氧基甲烷在柴油中添加比例的增加,排气烟度逐步下降,有效燃油消耗率有所增加,但折算成当量柴油的有效燃油消耗率降低,热效率增加.同一工况下,发动机排气碳烟和CO排放随二甲氧基甲烷的加入而降低,NOx则无明显的上升,HC排放随着二甲氧基甲烷的增加略有增加.混合燃料的放热规律与纯柴油相比预混燃烧量增加,扩散燃烧速率加快,发动机最高燃烧压力、放热率偏高.柴油掺混30%DMM的混合燃料能够取得较好的燃油经济性和排放水平.     

富氧进气与水乳化柴油的掺烧试验及数值模拟

在直喷柴油机上采用体积分数21％、22％、23％和24％的进气增氧技术,燃用纯柴油与30％水乳化柴油进行燃烧及排放试验.采用CFD软件与正庚烷简化模型耦合进行数值模拟.试验结果表明,燃用纯柴油时,随进气氧体积分数的增加,燃烧始点提前;在使用30％水乳化柴油时,着火延迟加大,但其依然遵循随掺入的氧体积分数增大着火时刻提前的规律,NO和烟度的排放低于燃用纯柴油的情况.模拟计算显示:CFD与动力学模型的耦合可以较为准确地预测富氧燃烧的缸内着火时刻及燃烧状况.分析上止点后2° CA时刻燃烧室温度场切片可知,燃用30％水乳化柴油使缸内温度下降,即使掺入体积分数24％的O2,NO生成也低于燃用纯柴油、空气助燃的情况,实现富氧条件下相对于原机的低温燃烧,减少了污染物的排放.     

660MW燃煤锅炉掺烧生物质颗粒数值模拟研究

随着“双碳”目标的提出,生物质作为一种绿色零碳的清洁燃料,将迎来历史性的发展机遇。本文通过数值模拟手段研究稻壳、秸秆、木屑三种不同生物质颗粒以不同的粒径和煤粉掺烧,对比分析了不同生物质颗粒和煤粉掺烧时炉膛内生物质颗粒轨迹、停留时间和燃尽率的变化趋势。结果显示：生物质颗粒以10%热量比和煤掺烧,生物质颗粒在炉内有足够的停留时间保证燃尽,整体生物质颗粒燃尽程度较好,并从数值模拟结果中选取4种掺烧生物质工况用于指导设计。     

怠速工况发动机富氧燃烧排放及其稳定性研究

利用氧的体积分数为21%～27%的富氧空气进气,研究点燃式发动机启动后最初怠速工况排放特性和规律.试验表明,在氧的体积分数为23%～25%的低富氧程度下,CO、HC排放降低作用更加显著,同时NOx排放升高程度处于较低水平.相反,在高富氧浓度下,CO、HC排放降低程度明显减小,NOx排放大幅提高.因此,低富氧浓度在改善发动机怠速工况燃烧排放中具有重要作用和应用潜力.研究还表明,随着供气氧的体积分数的增加,压力峰值提高,相位提前,发动机循环变动减小.进气氧的体积分数对瞬时转速循环变动性影响是有限度的,23%左右的低富氧作用最为明显,随着富氧程度增加,作用逐渐减小.     

掺烧生物质对无烟煤燃烧特性影响的热重实验研究

无烟煤是一种难于燃烧的煤种,生物质与无烟煤掺混燃烧既能改善无烟煤的燃烧特性,又是一种利用生物质能最简便有效的方法.生物质的掺入可以改善无烟煤的着火性能.在无烟煤中加入生物质后相对于单一无烟煤燃尽需要的时间减少,温度降低,后期燃烧时间变短,燃烧加快,可以获得更好的燃尽特性,改善无烟煤的燃烧.     

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。     

煤与污泥的循环流化床富氧燃烧

结合污泥的特性与富氧燃烧技术的优点,在一个内径为100mm的循环流化床焚烧炉内进行煤与污泥的富氧燃烧试验.试验分析了不同煤泥质量比,在氧体积分数为21%～35%环境下的燃烧特性以及送风含氧量、床层温度对烟气成分的影响.结果表明:不同质量比的燃料在不同氧气氛围的燃烧特性不同;当给料量恒定时,随着送风含氧量的增大,总风量减少,炉膛的温度逐渐升高,烟气中SO2与NOx浓度都呈增大的趋势,这有利于SO2与NOx的脱除;NOx体积分数随床层温度的升高逐渐增加.