一维火焰炉中混煤燃烧氮析出特性的试验研究

在一维煤粉燃烧试验台上,对贫煤掺混不同煤种的混煤在一维火焰燃烧过程中氮的析出特性进行了试验研究.结果表明:煤中析出氮主要以NO存在,NO2生成量很少;贫煤掺混不同煤种在相同工况下燃烧时氮释放差别较大,掺配比、氮存在形态对氮析出产物的形式和浓度有较大影响;混煤燃烧氮析出曲线一般具有双峰结构,混煤析出氮与组分单煤的加权平均有一定差异,氮析出量与混煤掺烧比例有关.     

混煤在一维火焰燃烧过程中氮析出特性研究

对贫煤与不同煤种组成的混煤在一维火焰燃烧过程中氮的析出特性进行了试验研究。结果表明:在相同工况下,贫煤掺混不同煤种燃烧时氮的析出特性差别较大,掺配比、氮存在形态对混煤中氮的析出产物形式、浓度有较大影响,在试验基础上找出了混煤燃烧过程中氮的析出规律,对混煤污染物控制,优化燃烧有一定的指导意义     

挥发份燃烧生成NO的试验研究

对铜川贫煤进行了挥发份析出和燃烧试验。通过测取和分析挥发份燃烧后烟气中NO，对铜川贫煤挥发份中氮的赋存及迁移规律进行了探索和研究，研究表明，铜川煤的挥发份中氮的赋存形态至少为2种，随着挥发份燃烧温度的升高，NO浓度峰值的出现时间的向前移动，挥发份燃烧温度上升到1673K以后，虽然有利于热力型NO的生成，但对燃料型NO的形成有一定的抑制作用，研究结果为进一步完善煤燃烧理论，有效控制煤燃烧过程中氮氧化物的生成提供了必要的理论基础。     

一维火焰燃烧NOx、SOx排放规律试验研究

主要针对煤粉燃烧过程中硫、氮的析出特性进行了试验分析和理论探讨,对影响硫、氮析出的因素煤质特性、结构参数和运行参数进行了试验研究.在试验基础上,对NOx、SOx排放规律进行了理论探讨,对污染物减排及优化燃烧提供理论指导.     

煤掺混燃烧时氮析出特性的试验研究

在一维煤粉燃烧试验台上对电站动力用单种煤及其混煤燃烧时氮氧化物的析出特性进行了试验研究，主要探讨组分煤种的煤质比例以及掺混比例对氮氧化物析出的影响规律。研究结果表明：NOx主要是在煤粉着火过程中产生的，其生成量与煤中的氮含量和挥发分含量密切相关；混煤燃烧时，各组分煤种氮的析出是既独立又相互影响的，混煤氮的析出曲线一般具有“双峰”结构，峰值区域较宽，其NOx生成量与各组分煤种的氮含量基本呈线性关系。掺烧比例对混煤氮的析出有较大影响，在贫煤中掺混其它煤种时，混煤氮的析出时间、析出浓度与各组分煤种的加权平均值有一定差异。     

反应气氛对燃料氮析出规律的影响研究

在自行设计的试验装置上研究了HT、LC煤在不气氛下氮的析出特性.结果表明在混有CO的还原性气氛中NOx析出时间延迟,挥发分析与焦氮析出时间有融合的趋势,NOx生成量减少;在高氧浓度混有CO2的气氛中,氮析出时间提前,且在燃烧前期聚集释放,析出量大;在低氧浓度下挥发分氮与焦氮分阶段析出,NOx生成量减少.     

不同反应气氛下燃料氮的析出规律

在自行设计的试验装置上研究了黄台煤(HT)、莱城煤(LC)在不同气氛下氮的析出特性.结果表明:在混有CO的还原性气氛中,NOx析出时间延迟,挥发分氮析出与焦碳氮析出时间有融合的趋势,NOx生成量减少;在高氧浓度混有CO2的气氛中,氮析出时间提前,且在燃烧前期聚集释放,析出量大;在低氧浓度下,挥发分氮与焦碳氮分阶段析出,NOx生成量减少.     

循环流化床煤气化细粉灰硫氮转化分析

利用热重质谱联用(TG-MS)研究气化细粉灰燃烧过程SO2和NOx的生成特性,利用X射线光电子能谱仪(XPS)对比分析煤及相应气化细粉灰中硫、氮的赋存形态,考察煤在循环流化床气化转化为气化细粉灰的过程中硫、氮赋存形态及含量的变化。结果表明:与煤相比,气化细粉灰中的硫、氮元素结合能高,燃烧过程中SO2、NO释放温度升高;气化细粉灰中硫化物硫、硫酸盐硫减少,噻吩硫、亚砜硫增加;各形态氮含量均降低,不同形态氮元素析出率不同。     

颗粒粒径对层燃炉煤层NO_x析出影响的研究

为探究煤颗粒粒径对层燃炉煤层NOx析出特性的影响,在层燃单元体实验台上进行了不同煤种不同颗粒粒径(5-10 mm和12-20 mm)的燃烧实验。实验中测试了煤层表面NOx浓度和O2、CO2、CO、H2浓度,并对比分析了颗粒粒径对层燃炉燃烧特性和NOx析出特性的影响,以及CO对NOx析出特性的影响。结果表明:NOx浓度沿炉排呈现双峰分布的特点,且第一个峰值大于第二个峰值,燃烧初期挥发分氮被氧化形成大量NOx;小粒径煤颗粒延长了燃烧时间;大粒径煤颗粒灰层扩散系数更小,在燃烧前期析出较少NOx,但在燃烧后期析出较多NOx;煤层表面CO和NOx有很好的关联性,CO浓度峰值正好对应NOx浓度的谷值,CO强化了焦炭与NO的异相还原反应。     

不同配风方式下层燃炉煤层NO_x析出特性研究

层燃炉中大颗粒煤燃烧特性与煤粉燃烧特性差别很大,为了准确掌握层燃炉煤中氮元素的析出规律,在层燃单元体炉上进行了不同配风方式下煤层表面NOx析出特性的对比实验。实验中测试了不同煤种煤层表面NOx浓度和O2、CO2、CO、H2浓度,并将不同配风方式下数据进行了对比分析,得到了层燃炉煤层表面NOx浓度沿炉排呈现双峰分布的特点,在煤层引燃5 min左右NOx形成第一个峰值,内蒙煤最大峰值为769 mg/m3,淮南煤最大峰值为695 mg/m3;同时得到了不同配风方式下煤层表面NOx析出双峰的变化规律,为实际工业锅炉低NOx燃烧运行提供理论依据。     

煤裂解或燃烧条件下汞的析出规律研究

进行了加热时间、反应条件、煤种等因素影响煤中汞析出规律的试验研究。首先对煤样裂解或燃烧产物中残留汞进行分析，发现煤中汞在燃烧条件下能很快析出，而在裂解时则析出相对缓慢。其次利用管式炉系统，在还原性气氛（载气为氮气）或氧化性气氛（载气为氮、氧体积比为4：1的混合气体）下进行煤样裂解或燃烧后汞的析出及形态迁移转化试验。研究认为，煤在裂解或燃烧后，汞主工以气态方式进入烟气，烟气中的汞主要以二价汞（Hg^2 ）和零价汞（Hg^0）形式存在，且汞的形态分布与反应条件和煤种有关。随加热温度升高，烟气中的二价汞含量升高，零价汞含量降低；裂解与燃烧相比，燃烧时零价汞被氧化的程度更高。     

升温速率对神华煤液化残渣燃烧特性与动力学参数的影响

运用TGA/SDTA851热失重分析仪进行了神华煤液化残渣的燃烧特性试验研究。实验表明:神华煤液化残渣的燃烧是分两步进行的,在低温段主要是神华煤液化残渣中挥发性的气体急剧析出,引起燃烧失重;高温段则主要是一些有机质、固定碳的燃烧失重。低温段神华煤液化残渣挥发分含量很高且具有集中析出的特性,在365℃~545℃区间内可挥发物质迅速燃烧完毕;高温段燃烧速率相对较低,半峰宽较大,燃烧不够集中。随着升温速率的增加低温段和高温段燃烧的区分更加明显,且使神华煤液化残渣的燃烧失重增加。此外分析了神华煤液化残渣在一定升温速率下的燃烧特性,利用Free-Carroll法得到神华煤液化残渣燃烧化学反应的动力学参数。图3表4参6。     

煤洁净燃烧添加剂技术的研究

从研究煤中硫的析出规律入手,分析了钙基吸收剂在高温下固硫率低的原因,及有机硫和无机硫的不同析出规律,选择具有促进或催化作用的工业废料,与钙基固硫剂按比例掺混,形成一毓既可直接在燃烧过程中脱硫,又有一定催化燃烧作用所洁净燃料添加剂。     

升温速率对神华煤液化残渣燃烧特性与动力学参数的影响

运用TGA/SDTA851热失重分析仪进行了神华煤液化残渣的燃烧特性试验研究。实验表明神华煤液化残渣的燃烧是分两步进行的，在低温段主要是神华煤液化残渣中挥发性的气体急剧析出，引起燃烧失重；高温段则主要是一些有机质。固定碳的燃烧失重。低温段神华煤液化残渣挥发份含量很高且具有集中析出的特性，在365℃～545℃区间内可挥发物质迅速燃烧完毕；高温段燃烧速率相对较低，半峰宽较大，燃烧不够集中。随着升温速率的增加，低温段和高温段燃烧的区分更加明显，且使神华煤液化残渣的燃烧失重增加。此外分析了神华煤液化残渣在一定升温速率下的燃烧特性，利用Free-Carroll法得到神华煤液化残渣燃烧化学反应的动力学参数。     

大同烟煤空气分级燃烧NO_x生成特性的试验研究

在20kW下行燃烧炉上进行大同烟煤的空气分级燃烧试验研究,研究了影响空气分级燃烧效果的因素和NO_x的生成与还原路径,分析了不同工况下的飞灰的残余氮含量。结果表明:在不分级燃烧条件下,NO_x的生成量随着过量空气系数的增加而增大,在控制总过量空气系数的条件下,通过提高分级深度或者推迟燃尽风的投入能够进一步降低NO_x生成,但这种降低程度存在上限。空气分级燃烧过程中存在明显的挥发分氮还原现象,同时焦炭氮的析出也受到抑制。     

煤燃烧污染与控制技术的分析研究

煤炭是一种重要的能源,煤燃烧引发的技术和环境问题是全世界共同面临的难题.煤燃烧机理、煤燃烧过程中污染物的形成、排放和抑制规律、新型煤燃烧技术和低费用的污染控制技术等是煤燃烧领域重点研究的内容.针对煤燃烧对大气的污染现状及污染控制技术进行了分析,并提出了污染控制的研究方向.     

煤液化残渣硫析出动态特性的研究

研究了煤液化残渣燃烧过程中硫动态析出特性。实验结果表明,煤液化残渣燃烧硫析出有两个明显的峰值,其析出过程与煤中硫赋存形态有很大关系,温度对硫析出影响很大。随着温度的提高,硫析出量逐渐增加,析出速率峰值逐渐提高,析出峰值时间逐渐提前。此外,研究了石灰石添加剂对硫动态析出的影响,随着添加剂粒径的减少,硫析出量逐渐增加,但是增幅逐渐减弱。图7表1参6     

添加剂对五彩湾煤燃烧过程中钠析出的影响

对五彩湾原煤及加入胶体添加剂后的混合煤样进行燃烧实验,并分别检测了原煤和煤灰中钠元素的含量,确定了五彩湾煤中钠在燃烧过程中的析出规律以及胶体添加剂对其的影响。并且对部分煤灰采用XRD(X射线衍射仪)进行分析。研究结果表明,在原煤燃烧过程中,钠的析出量随着温度的升高而增大,在1 100℃时达到最大值。XRD分析结果表明:适量硅溶胶的添加可将五彩湾煤中可挥发性钠转化成硅铝酸钠等高熔点含钠化合物,从而减少了五彩湾煤中钠的析出;在800℃燃烧温度下,适量铝溶胶的添加也可将可挥发性钠转化为不可挥发性钠,从而减少钠的析出;而在1 000℃燃烧温度下,添加铝溶胶后所对应的灰样中并没有生成硅铝酸钠等高熔点含钠化合物,而是生成了高岭石等物质。     

混煤一维火焰燃烧时硫析出特性的试验研究

以高硫贫煤为研究对象,通过分别加入低硫贫煤和低硫烟煤组成混煤来研究它们的硫析出特性。在试验中,研究了各单煤的燃烧性能、掺配比与SO2、H2S析出特性的关系。结果表明:单煤的燃烧性能对混煤影响较大;混煤的SO2排放浓度基本介于各单煤之间,但混煤H2S析出浓度却没有明显的规律性;贫煤和贫煤混煤与贫煤和烟煤混煤的硫析出有一定的差异。图9表3参9     

煤与生物质混合燃烧过程中碱土金属对SO_2析出特性影响的研究

通过酸洗和加入添加剂的方法调整生物质与煤中碱土金属的含量,通过快速智能定硫仪测定不同含量的碱土金属对硫析出的影响后,利用热重分析仪(TG)及色谱质谱联用仪(GC/MS)研究了煤与生物质混合燃烧过程中碱土金属对硫迁移的影响规律.研究结果表明:典型碱土金属Ca和Mg对煤与生物质混合燃烧速率以及SO2的析出特性都有不同程度的影响,其中Ca在整个燃烧过程中表现出很强的固硫作用,而Mg的固硫作用主要表现在低温阶段.