低氮燃烧及炉内脱硫技术在75 t/h循环流化床锅炉上的应用

以循环流化床锅炉为研究对象,重点研究了烟气再循环、SNCR和炉内脱硫对锅炉NO_x和SO_2排放的影响。在一台75 t/h循环流化床锅炉上的改造实验表明,烟气再循环可明显降低NO_x初始排放,再循环烟气比例为32%时,NO_x初始排放由420 mg/m~3降低至280 mg/m~3。烟气再循环还可提高炉膛温度分布的均匀性,结合SNCR技术可将NO_x最终排放降低至80 mg/m~3。在合适的温度条件下应用炉内脱硫可大幅降低锅炉SO_2初始排放,脱硫率超过60%。     

直流燃油MILD燃烧湍流介观特性研究

以尺寸φ410 mm×1 930 mm实验炉膛为对象,采用数值模拟的方法研究了燃油燃烧器参数(射流速度、射流间距、再循环烟气量、炉膛热负荷等)对炉内燃烧特性以及湍流介观特性的影响,根据湍流燃烧无量纲准则数判定燃油MILD燃烧模式。研究结果表明:当烟气再循环率为20%,空气高速射流速度为150 m/s,且空气喷嘴所在的圆环直径为炉膛直径的0.5~0.65倍时,炉膛内可建立燃油MILD燃烧模式,其火焰锋面的湍流介观参数位于湍流分区图中的良搅拌反应器区域,即l/l_F1,Re_T1,Ka_δ1,Da1。燃油在MILD燃烧工况燃烧时,炉内温度峰值降低,氧浓度基本小于3%,炉膛出口NO_x排放浓度小于80 mg/m~3(标态)。     

烟气再循环对天然气非预混燃烧NO_x排放特性的影响

天然气在燃烧过程中生成NO_x的浓度主要受温度影响.烟气再循环不仅能降低燃烧温度,而且减小了燃烧高温区域,使污染物排放降低.为减少NO_x排放,采用一台标定功率为800,k W的非预混燃烧器进行了烟气再循环非预混燃烧试验,主要研究了燃烧负荷、过量空气系数、烟气再循环率对NO_x生成的影响.同时,采用FLUENT6.3软件模拟计算燃烧火焰温度分布和NO_x质量浓度分布.结果表明:燃烧器热负荷的增加,会使烟气中NO_x质量浓度增加;过量空气系数?在1.0~1.15之间时,有利于降低NO_x排放;烟气再循环量增加能有效降低NO_x排放,在?为1.1和1.15时、烟气再循环率为20%,时,NO_x质量浓度为40~50,mg/m3.     

O_2/CO_2气氛下甲烷燃烧中NO_x转化过程的CHEMKIN模拟

采用CHEMKIN中的PFR模型对CH4在不同气氛(O2/CO2和O2/N2)下的燃烧过程进行单程模拟来研究NH3的转化和NOx生成过程,并引入烟气再循环对其进一步模拟来研究实际富氧甲烷燃烧NOx排放机理。结果表明:富燃料燃烧时CO2气氛下的NOx排放比N2气氛高,贫燃料燃烧时2种气氛的NOx排放相当。CO2气氛下,引入烟气再循环后,过氧系数λ=0.7时,NOx排放比单程时降低95%;λ=1.2时比单程降低18%。烟气再循环是导致富氧甲烷燃烧低NOx排放的主要因素。     

烟气再循环对金属纤维表面燃烧器NO_x排放和燃烧稳定性的影响

结合全预混金属纤维表面燃烧器和外部烟气再循环燃烧技术,在350 kW卧式燃气锅炉上进行了实验研究.研究了负荷、过量空气系数和烟气再循环率对CO、NO_x排放和燃烧稳定性的影响.结果表明:负荷变化对NO_x排放无明显影响;过量空气系数越大,NO_x排放越低,但系统热效率随之降低;不采用烟气再循环技术时,NO_x排放低于30 mg/m3时过量空气系数需大于1.73,此时系统热效率低于92.1%;如采用23%的烟气再循环率,实现上述相同NO_x排放水平仅需过量空气系数大于1.3,系统热效率比无烟气再循环时高1.3%;随着烟气再循环率的增大,火焰燃烧不稳定加剧.出现炉膛震动时的烟气再循环率极限值随着负荷的增大而逐渐提高.     

低负荷烟气再循环对煤粉锅炉燃烧及NOx排放的影响

以某330 MW锅炉结构参数和低负荷运行参数为依据,针对低负荷下不同烟气循环率对炉膛内截面平均温度、O2体积分数、CO体积分数以及NOx排放质量浓度的影响进行模拟分析.结果表明:低负荷下采用一次风烟气再循环能有效降低锅炉NOx排放质量浓度;随着烟气循环率的提高,炉膛内截面平均温度逐渐降低,CO体积分数逐渐减小,NOx排放质量浓度降低;与无烟气再循环相比,烟气循环率为15％时NOx排放质量浓度降低67.88 mg/m3,NOx减排效率提高20.36％.     

烟气再循环对350 k W燃气锅炉超低氮燃烧工况稳定性的影响

对采用外部烟气再循环技术的350 k W全预混表面燃烧燃气锅炉在不同负荷和烟气再循环率下的排放和燃烧稳定性进行了实验研究。结果表明,烟气再循环的引入可以有效降低锅炉NO_x排放至30 mg/m~3以下。加设烟气再循环后,随着烟气再循环率的增加,炉膛内频率在20～30 Hz之间的压力振幅先增加后减小,与此同时2 Hz左右的压力振幅逐渐增大,燃烧不稳定程度加剧,直至喘振发生。喘振发生时,燃烧室强烈的压力振荡将沿着再循环管道传递回燃烧室,并对燃烧室压力场产生进一步影响,导致压力振荡在传递过程中被放大,最终导致火焰熄灭。     

116MW燃气热水锅炉的超低氮燃烧改造

华源竹木厂现有1台116MW热水锅炉,燃料为天然气,NO_x的原排放浓度为89.75 mg/m~3,采取超低氮燃烧器+燃尽风技术及烟气再循环技术的方法成功将NO_x的排放指标降低至小于14mg/m~3,NO_x指标覆盖锅炉全负荷,锅炉运行安全稳定。介绍了本次超低氮改造的路线,阐述本次改造中超低氮燃烧器、燃尽风技术及烟气再循环技术的优点,总结了燃气锅炉超低氮改造的改造技术路线,为后续燃气锅炉的超低氮燃烧改造提供了参考。     

中小型燃气锅炉NO_x源头控制及低氮燃烧技术研究进展

介绍了燃气燃烧过程中热力型NO_x和快速型NO_x的生成机理,从对空气的预处理、对燃气和空气的混合分配两个方面综述了燃烧源头控制降低NO_x排放的技术,主要包括高温空气燃烧、柔和燃烧、浓淡燃烧、分级分段燃烧、脉动燃烧、烟气再循环等单一技术和旋流与富氧燃烧、烟气再循环与高温空气燃烧等组合技术;结合低NO_x原理,综述了低NO_x技术的实现形式,指出低NO_x燃烧技术的发展前景。     

垃圾焚烧炉烟气再循环改造的数值模拟与试验研究

对山东某500 t/d垃圾焚烧炉排炉烟气再循环技术改造项目进行了研究,重点关注了烟气再循环对脱硝效果、燃尽率和运行经济性的影响.对六种焚烧炉运行工况进行了现场试验和数值模拟,数值模拟结果在火焰形态、温度分布、NO_x变化趋势等方面与运行结果吻合良好.研究结果表明烟气再循环率对垃圾焚烧炉内NO_x生成影响较大;NO_x同时受炉内温度与O2含量的影响,过量空气系数越小NO_x排放越低;相比改造前,烟气再循环可以实现在不提高运行费用的条件下联合SNCR将NO_x排放控制在100 mg/m3以下.经济性分析结果表明,烟气再循环技术相比其他脱硝技术具有较为明显的环保效益和经济效益,并且几乎不影响料层燃尽.     

循环流化床锅炉炉膛低氧燃烧加尾部补燃降低NOx排放的试验研究

在1台70 MW循环流化床工业热水锅炉上,应用炉膛低氧燃烧加尾部烟道补燃技术,降低锅炉的NO_x原始排放浓度。通过降低炉膛内过量空气系数,使炉膛和旋风分离器内呈低氧燃烧状态。由于高温烟气中有残炭和CO的存在,抑制了NO_x生成,同时能够促进NO_x向N_2转化,从而降低了高温烟气中NO_x含量。从旋风分离器中心筒喷入补燃风,可将由于炉膛低氧而未完全燃烧的残炭和CO燃尽,保证了锅炉燃烧效率。采用炉膛低氧燃烧加尾部补燃技术,锅炉的NO_x原始排放浓度从393 mg/m~3降低至115 mg/m~3(@6%O_2),CO的排放浓度控制在4×10~(-6)。     

热一次风做高速燃尽风的燃煤锅炉低NOx燃烧改造试验

为了优化锅炉运行,降低炉内NO_x排放量,对某现役350 MW机组锅炉利用富余一次风作为高速燃尽风的改造进行了现场试验,得到改造前后脱硝系统入口处的温度场分布和燃烧产物的组分浓度分布,分析了高速燃尽风对脱硝入口温度场、CO场、O_2场和NO_x场的影响。结果表明:高速射流燃尽风投用后,锅炉燃烧效率和改造前基本一致,炉膛出口温度分布和氧量分布都较为均匀,NO_x排放量明显降低。改造后NO_x(折算到6%氧)为364.65 mg/m~3(ABCD四磨同时运行的100%负荷下)和242.60 mg/m~3(ABC三磨同时运行的75%负荷下),比改造前约降低了33～53 mg/m~3,说明高速燃尽风技术能切实有效地深度降低NO_x。     

0.7MW中心回燃锅炉低氮燃烧改造

北京某酒店有2台0.7MW中心回燃式燃气锅炉,NO_x的原排放浓度约为110mg/m~3(标态),采用扩散式低氮燃烧器+烟气再循环技术的改造技术,成功将NO_x的排放指标在锅炉负荷范围内降低至30mg/m~3(标态),锅炉运行安全稳定。通过介绍中心回燃锅炉的特点及低氮改造的技术难点,提供了一种中心回燃式燃气锅炉低氮改造的技术路线和方法。     

烟气再循环实现低NOx排放的实验研究

实现高温空气燃烧技术的关键是控制燃烧区内的含氧体积浓度.建立了一套小型高温空气燃烧系统.采用炉外烟气再循环实现高温空气燃烧所需要的低氧环境.对烟气再循环对高温空气燃烧NOx排放特性的影响进行了实验研究,并分析了燃烧室的温度分布情况,总结了NOx及燃烧特性随烟气再循环率的变化的规律.     

天然气低氮氧化物燃烧研究进展与展望

相比于其他化石燃料,天然气燃烧所生成的污染物较少,但NOx排放量仍然较多.随着我国天然气消费量的逐年增加,降低NOx的排放量成为人们普遍关注的重要课题.文章简述了天然气燃烧过程中的NOx生成和还原机理,综述了几种不同低氮燃烧技术的减排效果及研究进展,对比分析了各项低氮燃烧技术的动力学原理及其优缺点,最后展望了天然气低氮燃烧的研究趋势.天然气燃烧生成的NOx主要是热力型NOx,针对热力型NOx的生成机理,减少NOx排放的有效手段包括降低燃烧温度、控制氧气浓度,缩短反应物在高温区的停留时间等.由此发展出了分级燃烧、贫燃预混燃烧、烟气再循环、MILD燃烧和催化燃烧等低氮燃烧技术.其中,分级燃烧、烟气再循环等技术已广泛应用在工程实践当中.这些技术都是通过营造不利于NOx生成的反应气氛来控制NOx排放,但同时这些措施也会引起燃烧不稳定、燃烧效率低等问题.因此,低氮燃烧、稳定燃烧以及燃料完全燃烧之间的协同研究将是今后的研究方向.MILD燃烧、催化燃烧等新兴技术具有优良的低氮燃烧特性,但其反应机理还有待进一步研究.降低MILD燃烧的形成条件、开发高活性和高稳定性的催化剂仍是目前的研究重点.     

基于烟气再循环的燃气炉低氮氧化物排放性能研究

以基于烟气再循环的燃气炉为研究对象,通过燃烧实验分析其低氮氧化物排放性能。研究结果表明,炉膛结构参数以及烟气再循环对氮氧化物排放性能具有较大的影响。其中,增加炉膛直径,可有效降低锅炉氮氧化物排放量,综合考虑热效率及制造成本,4 t/h燃气炉炉膛直径最终确定为1 050 mm。在此基础上,进一步改进炉膛结构为烟气再循环结构,同时配合使用RS 410/E BLU FGR燃烧机,成功实现了30 mg/m~3(标态)以下的超低氮氧化物排放。     

链条炉分区段烟气再循环对锅炉运行及NO_x排放特性影响的工业试验

对某台采用尽早配风方式的29 MW锅炉,进行了分段烟气再循环,并对锅炉的运行及NO_x排放特性产生的影响进行了工业试验。在挥发分析出及燃烧区段煤层下的一次风室混入再循环烟气将有效强化该区段煤层燃烧,降低该区段煤层以上燃烧空间的氧浓度,控制及消减挥发分N向NO_x的转化,同时降低了穿过该区段煤层一次风的氧浓度,抑制焦炭N向NO_x转化,NO消减效果最高达到25%。在焦炭燃烧区段煤层下的一次风室混入再循环烟气,能够降低穿过床层气流的氧浓度,抑制焦炭氮向NO的转化过程,但该区段烟气再循环低氮效果有限,最大降幅9%。再循环烟气可以替代部分一次风,以维持足够的风室风压,进而降低穿过煤层气流的O2浓度,从而强化链条炉区段燃烧特性的低氮特征,实现链条炉的NO_x减排。随着工业锅炉NO_x排放指标的不断提高,烟气再循环作为一项有效的前置低氮环节,能有效降低整个低氮系统的投资,进而取得较好的经济性。     

链条炉区段烟气再循环对锅炉运行及NOx排放特性影响的工业试验研究

针对一台采用尽早配风方式的29MW链条炉进行分区段烟气再循环对锅炉运行及NOx排放特性影响的工业试验。在挥发分析出及燃烧区段煤层下的一次风室混入再循环烟气将有效强化该区段煤层燃烧,降低该区段煤层以上燃烧空间的氧浓度,控制及消减挥发分N向NOx的转化,同时降低了穿过该区段煤层一次风的氧浓度,抑制焦炭N向NOx转化,NO消减效果最高达到25%。在焦炭燃烧区段煤层下的一次风室混入再循环烟气,能够降低穿过床层气流的氧浓度,抑制焦炭氮向NO的转化过程,该区段烟气再循环低氮效果有限,最大降幅9%。再循环烟气可以替代部分一次风,以维持足够的风室风压,进而降低穿过煤层气流的O2浓度,从而强化链条炉区段燃烧特性的低氮特征,实现链条炉的NOx减排。随着工业锅炉NOx排放指标的不断提高,烟气再循环作为一项有效的前置低氮环节,能有效降低整个低氮系统的投资,进而取得较好的经济性。     

煤泥循环流化床锅炉NOx排放特性研究

为有针对性地进行CFB(循环流化床锅炉)锅炉设计以及优化锅炉运行参数,需了解煤泥CFB燃烧NO_x排放特性及其影响因素。本文通过对一台20 t煤泥循环流化床锅炉进行相应的测试分析,得到NO_x排放浓度随床温和氧量的变化规律。研究结果表明,维持锅炉炉膛过量空气系数1.2,下料层床温由800℃升到935℃的过程中,NO_x浓度由296 mg/m~3上升到341 mg/m~3;维持下料层床温905℃,烟囱中部烟气氧含量由9.3%升到10.5%的过程中,NO_x排放浓度由285 mg/m~3上升至377 mg/m~3。在控制下料层床温和炉膛氧含量这两个参数条件下,可使得烟囱中部NO_x排放浓度水平整体降低,平均排放不高于250 mg/m~3,整体保持在300 mg/m~3以下,符合限定地区污染物排放要求。在一定运行参数范围内,NO_x排放浓度随下料层床温升高而增大,随氧量升高而增大。     

多功能热态下行燃烧炉低NO_x燃烧数值模拟

结合电厂锅炉实际情况,设计出一套针对燃煤烟气污染物形成机理研究的多功能下行燃烧炉试验台,通过数值模拟对试验台在不同分级深度和不同分级位置下的煤粉自持燃烧进行研究。模拟结果表明:分级燃烧工况下的流场、温度场以及组分浓度场特性与分级燃烧试验特征非常符合。空气分级燃烧后NOx排放比不分级低200mg/m3,将空气中氮气替换成二氧化碳进行分级燃烧,其NOx排放值下降100 mg/m3。O2/CO2气氛下,NOx沿程生成和尾部排放都随着氧浓度从21%升高到30%而不断升高。