流化床中煤和生物质混烧N_2O和NO_x排放规律研究

采用煤和生物质混烧的方法来降低流化床燃烧煤中N2O和NOx的排放。实验结果表明,生物质在流化床底部迅速燃烧和热解,释放出大量的挥发分,挥发分燃烧消耗氧气,抑制了燃料氮转变成N2O和NOx;生物质快速燃烧和气化形成多孔性焦炭,有利于N2O和NOx的分解;随着生物质和煤的混合比例增加,N2O的削减率幅度减少,而NOx的削减率幅度基本不变。煤和生物质混烧可以有效降低N2O和NOx的排放。     

600 MW机组燃煤锅炉耦合生物质气再燃污染物排放研究

为了研究生物质气种类及再燃区过量空气系数对燃煤耦合生物质气再燃过程的影响,基于Fluent软件搭建燃煤锅炉耦合生物质气化炉再燃燃烧模型,对某电厂600 MW机组四角切圆燃煤锅炉耦合2台20 t/h生物质气化炉再燃过程进行数值模拟,研究了秸秆气、食物垃圾气及沼气分别在再燃区过量空气系数为0.7、0.8、0.9工况下对炉内...     

660MW机组燃煤锅炉耦合生物质气再燃数值模拟

为了研究不同高度生物质气再燃喷口对锅炉燃烧过程等的影响,基于Fluent软件,搭建燃煤耦合生物质气模型,对某公司660 MW机组煤粉炉耦合生物质气再燃过程进行了数值模拟,研究生物质气喷口位置对锅炉温度场、NOx的排放量和烟气中各组分变化的影响。结果表明:燃煤锅炉耦合生物质气再燃会导致炉膛烟气出口温度升高,并且随着生物质气喷口高度的增加而增加;生物质气再燃能降低NOx的排放量,生物质气喷口位于再燃区上部、中部、下部时NOx排放的平均质量浓度分别为228.32、210.19、239.58 mg/m3,其中生物质气喷口位于再燃区中部的效果最好,与原始工况NOx排放平均质量浓度291.96 mg/m3相比,下降了28.01%;生物质气再燃增加了烟气中CO的体积分数,并且随着生物质气喷口位置的增高而增加。     

O2/CO2燃煤气氛下有机钙再燃脱硝性能

采用沉降炉实验系统研究了O2/CO2燃煤气氛下醋酸钙、醋酸调质石灰石和木醋调质石灰石再燃脱硝性能,探索了CO2浓度、温度、再燃比、氧浓度、停留时间、SO2、氨氮比等反应参数对再燃和先进再燃脱硝的影响。结果表明：O2/CO2气氛下,提高CO2浓度有助于有机钙再燃脱硝反应。有机钙再燃和先进再燃脱硝适宜工况参数：温度范围1223~1373 K、再燃比为14%~17%、再燃区入口氧浓度为3%左右、停留时间为0.8 s,氨氮比为0.75。典型工况条件下,有机钙基本再燃脱硝效率为62.0%~82.7%,先进再燃脱硝效率88.3%~95.6%。醋酸和木醋调质石灰石再燃和先进再燃脱硝性能略优于醋酸钙。O2/CO2气氛下有机钙再燃在最佳脱硫温度下不能获得最大脱硝效率,先进再燃可以明显改善脱硝性能。最佳反应条件下木醋调质石灰石先进再燃脱硫脱硝效率分别为73.2%和94.8%。     

生物质再燃脱硝特性的实验研究

沉降炉实验结果表明,生物质再燃可以获得70%左右的脱硝效率。在1373 K温度范围内,随着温度的升高,棉秆、麦秆、梧桐木和松木的再燃脱硝效率均有提高。为保证较高的脱硝效率,再燃区过量空气系数、再燃比以及停留时间应分别为0.6～0.8、20%和0.7 s左右。同时,燃料粒径对脱硝效率影响不明显。而随着NO初始浓度的增加,脱硝效率得到相应的提高。     

再燃技术研究现状及其在流化床中的应用前景

燃料再燃技术应用于循环化床锅炉燃烧,可以达到控制和降低N2O、NOx的排放目的,以及回收有用能源和减少废弃物堆放污染。研究燃料再燃技术,可寻求再燃燃料在循环流化床锅炉中的合适燃烧湿度、过量空气系数,以及投放位置、投放量和混合状况等,旨在提高燃料再燃技术的总体水平。     

生物质再燃还原NOx的机理分析

生物质是用于煤粉炉再燃脱硝的重要燃料。分析了生物质快速热解还原NOx的机理。生物质热解的主要产物是H2、CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8、焦炭、焦油和灰分等。生物质中的氮热解转化为HCN和NH3,二者对还原NOx有很大的影响。生物质再燃主要是通过碳氢化合物还原NOx,HCCO+NOx和CHi(特别是CH3)+NOx是最重要的反应,CHi在CH4脱硝过程中最重要,HCCO在C2脱硝过程中占主导作用。CO、H2、焦油和灰中的碱金属对还原NOx起到一定的促进作用。     

燃煤循环流化床N2O及NOx排放控制试验研究

在一直径为Φ２２ｍｍ的小型燃煤循环流化床内,通过调节给煤 的位置,分级燃烧以及注入二次风的高度,向床内注入碳氢燃烧,研究Ｎ２Ｏ和ＮＯ排放控制技术。试验表明,从料腿上部给煤能显著地降低Ｎ２Ｏ排放,但会引起ＮＯ排放的增加;可采用多点给煤,调节给煤分配来保证Ｎ２Ｏ和ＮＯ排放量均能同时满足环境要求。     

增压流化床N_2O和NO排放特性的试验研究

研究了燃煤增压流化床N2 O和NO的排放特性。在增压燃烧的条件下 ,随着床温的增加 ,N2 O的排放量减少得很快 ;而床温对NO的排放影响很小 ,这一结果与常压下的结果不同。随着过剩空气量的增加 ,N2 O和NO的排放量均增加 ,但N2 O的增幅比NO小。NO的排放量随着压力的增高而有明显的降低 ,在过剩空气系数较低的条件下 ,压力越高 ,NO的降低幅度越显著 ,而N2 O则增加。     

生物质再燃脱硝的试验研究

采用恒温沉降炉研究了秸秆、稻壳2种生物质及一种煤粉作为再燃燃料的NO还原特性,针对燃料种类、过量空气系数、停留时间及再燃比例4个因素的改变对脱硝率的影响进行了实验研究,同时对3种燃料的再燃燃尽特性进行了分析。研究表明：生物质脱硝能力明显高于煤粉,提高再然比例及减小过量空气系数,3种燃料的脱硝率有不同程度的提高,其中秸秆脱硝率最高,稻壳中等,煤粉最低;在一定的再燃停留时间内(650 ms),延长停留时间,脱硝率增加,超过这一停留时间,脱硝率增加缓慢。生物质与煤粉相比,在相同反应条件下能获得更高的脱硝效果,同时其不完全燃烧损失保持在合理的范围内。     

生物质气化气还原NO的化学反应动力学机制及数值模拟

采用生物质燃料再燃方式既能减少NOx排放,又能减少CO2、SOx排放,因此生物质燃料再燃是具有优势的生物质能利用方式,成为再燃技术研究的新方向。生物质气化再燃相比较直接再燃,气化后再燃不会破坏锅炉的灰成分,同时锅炉受热面的积灰、结渣、腐蚀等问题也可以避免,尤其适合难以直接燃烧的生物质。生物质气化气还原NO的化学反应动力学机制研究有助于深入理解再燃过程,优化再燃效果。提出1套详细的化学反应动力学机制,并对稻杆气化气的再燃进行模拟与分析,针对温度、当量比这2个重要再燃参数,得出稻杆气化气再燃的最佳当量比为φ=1.1~1.5,最佳温度范围在1 300 K以上。     

循环流化床锅炉氮氧化物生成与控制分析

从循环流化床锅炉中燃料燃烧过程的基本特性出发 ,阐述了氮氧化物的生成机理 ,据此分析了影响NOx 和N2 O排放浓度的因素 ,并探讨了控制NOx 和N2 O排放量的措施     

大型褐煤循环流化床锅炉氧化亚氮排放特性

针对褐煤循环流化床开展氧化亚氮排放特性的研究,掌握不同参数对氧化亚氮排放的影响,从而提出降低氧化亚氮排放浓度的方法。     

天然气再燃还原NO的动力学模拟

在考虑再燃机理中一些关键反应步骤的基础上,建立了天然气再燃还原NO的化学动力学模型,包含40种组分和165个化学基元反应。介绍了NO还原的简化反应路径。模型的计算结果表明:NO的分解与HCN、CHi和CO组分的关联性极大;再燃区过量空气系数在0.7～0.75之间、温度在1 500～1 550 K之间时还原效果最好。     

串行流化床生物质催化制氢模拟研究

氢是未来理想的清洁能源,寻求大规模的、洁净的、廉价制氢技术是各国科学家共同关心的问题。该文提出串行流化床生物质制氢技术,将生物质热解气化和燃烧过程分隔开,气化反应器和燃烧反应器之间依靠催化剂颗粒进行热量传递,分析了串行流化床生物质制氢的化学反应机理,实现生物质催化气化高效制氢。利用Aspen Plus软件,建立串行流化床气化反应器模型,对生物质催化气化制氢进行了模拟计算,研究了气化过程中温度、催化剂种类(方解石、菱镁矿和白云石)、以及催化剂与生物质配比等变化因素对生物质气化制氢的影响。结果表明催化剂中CaO组分对生物质气化制氢过程的催化作用非常显著,气化反应温度为 700-750℃时较为适宜。     

挥发分氮和焦炭氮对N2O生成的相对贡献的研究方法--对"原煤/焦炭分别燃烧实验法"的研讨

结合多项实验结果 ,通过实例计算和论证分析 ,论述了“原煤 /焦炭分别燃烧实验”方法在实验和计算方面的缺陷 ,指出了焦炭燃烧实验温度应与焦炭制备的温度一致 ,焦炭的制备与燃烧实验应在同一台装置中进行。证明了煤氮转化率与焦炭氮转化率的差值不能作为挥发分氮的转化率 ;在煤中氮的 90 %以上分布于焦炭的情况下 ,煤燃烧过程中形成的焦炭 ,其氮的转化量和转化率都大于煤热解制成的焦炭。通过原煤热解制备的焦炭不能代表煤燃烧过程中形成的焦炭。     

流化床内燃料燃烧时N2O形成和分解的实验研究

阐述了流化床条件下Ｎ２Ｏ形成和分解机理,采用不同程度脱去挥发份的焦炭颗粒,研究脱挥发份的程度对Ｎ２Ｏ形成的影响,脱挥发份的温度越高,即脱挥发份的程度越高,焦炭形成Ｎ２Ｏ的量越少,这表明挥发份氮形成Ｎ２Ｏ量高于相应焦炭氮燃烧产生的Ｎ２Ｏ量。燃料燃烧过程中,ＮＯ形成比较均匀,而Ｎ２Ｏ比较复杂,燃料氮转变为ＮＯ的转化率随脱挥发份温度升高而增加,而Ｎ２Ｏ的转化率则有一临界脱挥发份温度点。燃料氮转变为Ｎ２Ｏ的转化率随燃烧温度升高而降低,ＮＯ则相反。氧化钙对Ｎ２Ｏ有较强的分解作用,固体物料对Ｎ２Ｏ的分解作用比对ＮＯ的快。Ｎ２Ｏ和ＮＯ的分解反应过程可用一级Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ公式来描述。     

粉煤和石灰石加入位置对循环流化床燃煤过程NOx与N2O排放的影响

在30kW的循环流化床(CFB)上进行3种煤的燃烧实验,考察了粉煤和脱硫剂加入位置、分级燃烧以及空气过剩系数对NOX和N2O排放的影响。所采用的CFB燃煤系统由提升管和下行床构成,提升管主要用于粉煤燃烧,下行床主要用于固体床料循环和粉煤热解。粉煤或脱硫剂分别自传统的一次空气布风板上方和下行床上部两个位置加入。结果表明,在不加脱硫剂的条件下,降低空气过剩系数和一次空气化学计量比均可有效降低NO排放,但对N2O排放则呈现上升、下降和无明显变化多种趋势。当粉煤加入位置自传统的提升管下部改变到下行床上部时,减少空气过剩系数或减少一次空气化学计量比可明显降低其中两种煤的NO排放,并可少量降低另一种煤N2O的排放;从下行床加入粉煤时,空气分级和低O2燃烧对NO排放的影响程度有所减弱。最后,对一种煤进行了脱硫实验,随Ca/S摩尔比的升高,SO2排放显著降低,NO排放升高,而N2O则先上升后下降;且自下行床加入时,NO排放更低;CaCO3加入位置变化对N2O排放无明显影响。