固体燃料流化床富氧燃烧的研究动态与进展

二氧化碳捕集与利用是全球学术界和工业界关注的热点,也是燃烧科学技术领域的前沿和难点。固体燃料的流化床富氧燃烧耦合了流化床燃烧和富氧燃烧的诸多优点,是最具工业应用前景的燃烧中碳捕集技术之一。为更全面把握该领域最新动态,对近年来流化床富氧燃烧的研究进行了系统梳理,在简述富氧燃烧基本技术原理基础上,分析了国内外的研究动态,总结了主要研究进展,包括单一燃料流化床富氧燃烧、混合燃料流化床富氧燃烧、加压流化床富氧燃烧和新型流化床富氧燃烧,并探讨了固体燃料流化床富氧燃烧技术将来发展趋势和研究重点。     

加压循环流化床富氧燃烧中试研究

二氧化碳捕集和封存技术(CCUS)是减少温室气体排放,实现全球环境可持续发展的有效技术手段。加压富氧燃烧技术是一种低成本CCUS技术。循环流化床燃烧技术(CFB)是目前商业化程度最好的清洁煤燃烧技术之一,加压循环流化床富氧燃烧耦合了加压富氧燃烧和循环流化床燃烧的诸多优点,具有很强的工业应用前景。但加压循环流化床富氧燃烧系统结构复杂,燃烧工况的切换和烟气再循环导致其在启动、控制、运行等方面面临巨大挑战。目前对于加压循环流化床富氧燃烧的研究大多处于理论建模、机理研究和小试试验阶段。为了更深入地探究加压循环流化床富氧燃烧的启动和运行方法,中国科学院工程热物理研究所在MW级加压循环流化床富氧燃烧中试试验平台上进行了中试研究,实现了加压富氧燃烧的稳定运行,获得了中试尺度加压富氧燃烧运行模式,以及启动和运行过程中温度、压力、给煤量和风量的变化曲线。加压富氧燃烧工况运行中整体O₂体积分数为29%,压力为0.30 MPa,功率为0.84 MW,尾部烟气中CO₂体积分数达91%,可较好地实现CO₂产品的捕集和压缩纯化。中试尺度加压富氧燃烧启动和运行的主要流程为:启动阶段-常压O₂/N₂燃烧阶段-常压富氧燃烧-加压富氧燃烧阶段,各阶段切换平稳。     

循环流化床锅炉富氧燃烧技术应用的研究

富氧燃烧应用于循环流化床锅炉是一种创新型节能技术,CFB锅炉富氧助燃结合了CFB锅炉和富氧燃烧技术共同的优点.本文主要介绍了当前富氧燃烧应用于循环流化床的研究进展和成果,讨论了富氧燃烧技术应用于CFB锅炉的方案实施措施.     

富氧燃烧系统

一、富氧燃烧燃料燃烧时需要氧气,它通常是由空气中的氧(21体积%)来提供的.剩余空气的大部分气体为氮.含有二氧化碳的燃烧废气携带许多热量排出系统外.在这种废气中氮所占比例是相当大的.图1所示为氧气浓度与废气的容量比.采用普通空气的理论空气量进行燃烧时,其废气量定为1,利用富氧空气燃烧时的废气容量比即为图中所示的情况.利用含氧为27%的富氧     

富氧燃烧的技改

富氧燃烧过程中因氧气含量增加,燃烧速度加快,燃烧过程得到强化,热辐射迅速增强,燃尽率得到提高,有助于提高热效率.同时空气量及烟气量均显著减少,火焰温度、火焰黑度和辐射热均随着燃烧空气中氧气比例的增加而显著提高,从而达到节能降耗减排、延长窑运行周期等目的.我公司通过对一线熟料生产线进行富氧燃烧改造,提高了回转窑煅烧的稳定...     

陶瓷窑炉富氧燃烧的研究

讨论建立了陶瓷窑炉燃烧零维燃烧数学模型,研究陶瓷窑炉富氧燃烧技术,模拟了一次助燃风富氧燃烧对节能的影响以及产生的效果。从而对燃气陶瓷窑炉富氧燃烧提出了建设性的意见。     

富氧燃烧节能效率理论计算及富氧燃烧技术关键

对浮法玻璃熔窑富氧燃烧节能效率进行了理论计算,从理论角度阐述富氧燃烧技术关键之所在,为富氧燃烧技术实际应用提供参考意见。     

富氧燃烧硫问题研究概述

O2/CO2燃煤技术被认为是最具有发展前景捕获和封存CO2技术之一,可在现有电厂实现技术改造。近二十多年的O2/CO2燃煤发展过程,SO2问题一直处于被忽视的环节。然而此燃烧方式下,气相SO2浓度水平的显著提高,对CO2控制单元造成较严重的影响。此文,通过SO2对富氧燃烧CO2烟气流控制单元所产生影响,以及对传统燃烧方式下硫在炉内不同区域生成的路径分析及影响因素的了解,加之近年来硫“非平衡”问题的提出,对后续富氧燃烧硫相关研究提出展望。     

流化床煤气炉富氧生产计算

根据现有生产数据及煤质分析数据,介绍了在流化床煤气炉富氧生产时,分别作为燃料气和化肥厂原料气的煤的消耗、氧气消耗、水蒸气消耗的计算方法,可以为工程设计提供依据。     

富氧膜及其在富氧燃烧中的应用

本文介绍了富氧膜膜材料的选择和制膜工艺,渗透系势与分离系数之间的关系,用膜法从空气中、分离富集氧的典型实例,以及富氧膜用于燃烧系统的节能效果。认为,要为工业燃烧炉提供大量富氧,关键问题是研制高性能连续无孔的超薄膜材料。     

富氧燃烧技术的应用

介绍富氧燃烧在燃油玻璃窑炉上的应用及改进经验     

浮法玻璃富氧燃烧节能技术的研究

文章综述了富氧燃烧的机理特点和优点，论述了富氧燃烧的节能原理，介绍了富氧的来源，以及其对浮法玻璃生产工艺的影响，并对其应用前景进行了展望。     

富氧燃烧的火焰特性

燃料燃烧时必须有氧参与，自然状态下空气中氧含量是20．95％。所谓富氧燃烧就是增加空气中的氧浓度并使之燃烧。具许多优点的富氧燃烧，作为节能的新的燃烧技术，正在日益引人注目。但是从设计喷嘴的角度出发探讨富氧燃烧的节能特性的例子，为数不多。本文介绍了助燃空气中氧浓度增加到12－28％时火焰特性的变化，并对综合设计中各种通用喷嘴对富氧燃烧的适应性进行了实验研究，介绍了研究结果。     

用于燃烧的富氧工艺

利用热天平研究了煤在不同的氧气浓度条件下的燃烧行为,利用中空纤维膜组件进行了氧气富集试验,研究了操作工况对富氧空气通量和氧气浓度的影响。结果表明随着氧气浓度的增加,煤的着火温度及燃烬温度提前,燃烧速度增大,富氧空气的体积分数为30%左右较为合适。用于燃烧的富氧工艺的温度为20 ℃,压力为0.9 MPa,回收率应控制在90%左右。     

玻璃窑炉局部富氧燃烧的研究

本文建立了燃煤玻璃马蹄焰窑炉局部富氧燃烧与不采用富氧燃烧数学模型,对不同富氧空气下燃烧温度的影响进行了计算机模拟,对模拟结果进行了回归分析,对比了采用富氧燃烧与不采用富氧燃烧对节能效果的影响,分析了在小炉底板上面通富氧空气产生的效果.对燃煤玻璃马蹄焰窑炉富氧燃烧提出了建设性的意见.     

热重法研究褐煤的富氧燃烧特性

采用热重法(TG)研究了富氧条件下三种褐煤的燃烧特性。富氧气氛采用O2与N2混合气体,氧气体积百分含量分别为21%,30%,40%,80%。根据实验数据确定氧浓度对挥发份初析点、着火点、燃尽点及最大失重速率点的影响。结果表明,富氧气氛可改善褐煤的燃烧特性,使煤粉着火点、燃尽点、最大失重速率点提前,燃烧速度加快。     

浮法玻璃熔窑富氧燃烧与富氧气化煤气燃烧对比分析

根据计算和实测数据,从助燃空气量、烟气量、煤气理论燃烧温度、单位产品燃料消耗及节能效果等几各方面,就浮法玻璃生产线利用系统副产氧气,采用熔窑富氧燃烧和富氧气化煤气燃烧两种方式,进行了简要的分析和比较,指出在熔窑上直接使用富氧燃烧可节煤1.26%,而使用同样的富氧来生产煤气,由于煤气热值的提高,可节煤5.7%。