生物质层燃锅炉烟气治理技术探讨与应用

介绍了生物质燃料和层燃锅炉的特点,并根据生物质层状燃烧烟气中SO₂、NO_x的原始排放浓度,结合当前脱硫、脱硝各种技术工艺的优劣及适用范围,提出符合生物质层燃锅炉脱硫、脱硝技术工艺的选择方案,并将此方案运用到一台20 t中低压生物质层燃锅炉中。运行结果表明,排放指标均能达到设计要求。     

生物质锅炉氮氧化物排放控制技术研究进展

生物质燃料中含有的燃料氮含量较低, 但是大约70%~100%(质量分数)的氮最终会转化为NO_x, 并且秸秆等生物质燃料燃烧排放的NO_x含量较木质燃料等更高.此外, 近年来, 我国空气质量面临严峻态势, NO_x是常见的大气污染物, 对居民身体健康、生产和生活有很大影响.因此, 本文对目前国内外的NO_x燃烧控制技术进行综述, 总结了各类技术的优缺点, 及我国目前对于生物质锅炉NO_x控制技术遇到的瓶颈, 并对该研究领域的未来趋势做出展望.      

带式焙烧机球团控制NOx和含氧量探索研究与应用

带式焙烧机球团生产工艺排放尾气中NO_x质量浓度实测为135～343 mg/Nm³,含氧量实测为18.23%～19.32%,难以满足现有排放标准。本文通过分析NO_x和氧的来源、生成机理和各工艺段的分布,探索研究控制排放尾气中NO_x质量浓度和含氧量的措施和途径。分析发现,带式焙烧机NO_x主要来源为热力型NO_x,其中焙烧段NO_x产生量约占总产生量的68%,预热段NO_x产生量约占总产生量的32%,实测风箱下NO_x质量浓度最高为777 mg/Nm³。控制NO_x的重点应集中在燃烧室：采用低氮燃烧器、控制球团焙烧温度、控制烧嘴燃气消耗等方式可有效控制尾气中NO_x的质量浓度。通过在抽干段风箱增加密封风箱、增设回热风循环冷却风机、降低冷却空气引入量等措施可降低球团生产工艺排放尾气中的含氧量。     

火电厂锅炉炉内低氮燃烧运行优化试验研究

为提高火电厂锅炉炉内的燃烧效率,同时降低NO_x排放浓度,采用正交试验和极差分析法,对锅炉低氮燃烧运行进行试验研究。结果表明：煤质对锅炉燃烧效率的影响最大,低硫煤比高硫煤的平均燃烧效率提升了0.44%;第3/4层SOFA开度对炉膛出口NO_x浓度的影响最大,当第3/4层SOFA开度由60%增至100%时,NO_x浓度将减小15.35 mg/m³;在最优运行方案下,锅炉平均燃烧效率将提升0.39%,可节约供电标煤耗约1.38 g/(kW·h),炉膛出口NO_x浓度平均可降低14.49 mg/m³。     

基于优化粗粒级固体燃料赋存形态的铁矿烧结过程NOx减排

铁矿烧结工序作为钢铁行业NO_x排放的主要来源,在当前高压环保态势下减少其NO_x排放迫在眉睫。烧结过程NO_x主要产生于固体燃料燃烧过程,而粗粒级燃料的赋存形态会影响其NO_x排放。基于此,本研究采用可视化微型烧结燃烧装置研究裸露型和被覆型粗粒级焦粉的燃烧行为,以及优化其配加模式对NO_x排放和烧结固结强度的影响规律,并烧结杯实验研究兼顾NO_x减排和烧结产质量指标的适宜粗粒级燃料赋存形态。结果表明,相比裸露型粗粒级焦粉,表面被覆铁酸钙细粉时其NO_x排放降低约56%;分加粗粒级焦粉以调控其为裸露型时,NO_x排放增加约10%,且烧结矿强度降低,而控制粒度为0.5～3.15 mm以调控其为被覆型时,NO_x最大体积分数和N元素转化率分别降低约8%和27%,且烧结各项产质量指标均得到改善。      

基于低氮燃烧技术的600 MW机组锅炉燃烧器优化改造

针对燃煤电厂NO_x的治理主要有末端治理和源头治理两类方法,采用两类治理方法相结合(即低氮燃烧+SCR)的方案在已有电厂改造中取得的效果较为显著。基于此,介绍了燃煤电厂NO_x的形成机理,分析了锅炉NO_x排放值偏高的原因。以600 MW机组锅炉为例,在不改变原SCR系统的基础上对燃烧系统进行低氮燃烧技术改造,通过试验分析了改造前后锅炉NO_x排放的变化以及改造对锅炉的影响。     

果核生物质炭燃烧特性及其应用于烧结的减排行为

传统铁矿烧结以焦粉为主要能源,排放了大量的CO₂以及大气污染物,从源头上使用清洁燃料代替焦粉是一种有效、经济的减排方案。生物质燃料具有碳中性、低S、低P的特点,本文选择果壳类生物质炭为研究对象,阐明了其燃烧和气化特性,并通过烧结杯试验探究其代替焦粉对烧结过程的影响规律,研究发现其替代焦粉的最佳质量分数为40%,此替代比例下烧结指标不会发生明显变化,而CO₂、SO_x、NO_x的排放分别减少23.05%、42.77%、30.99%,具有明显的减排效果。     

取向硅钢高温环形退火炉用低NOx天然气烧嘴的试验与数值模拟

确定了一种低NO_x天然气烧嘴结构参数,采用CFD数值模拟方法建立了该烧嘴的燃烧传热模型,并通过试验验证了模型的准确性;研究了烧嘴多级空气配比(一、二级风量之和与总风量之比)、空气过量系数、空气预热温度、烟气再循环量等参数对NO_x生成的影响.研究结果表明：热力型NO_x的生成主要与燃烧温度和高温区的氧浓度有关;可以通过改变烧嘴的多级空气配比和烟气再循环量控制燃烧区域的温度和氧浓度,进而抑制热力型NO_x的生成;增大空气过量系数会增加高温区的氧浓度,提高空气预热温度会提高燃烧温度,两者均会增加NO_x的生成浓度.对不同参数进行正交数值模拟优化分析,发现在炉内温度为1 623.15 K时,低NO_x天然气烧嘴燃烧烟气中NO_x浓度可达到低于150 mg/m³的指标,满足我国钢铁行业对NO_x排放的要求.在天然气中掺入再循环烟气可以降低燃烧烟气中的NO_x浓度,当空气预热温度为723.15 ...     

浅析钢铁企业加热炉烟气脱硝技术

目前国内加热炉NO_x排放难以满足最新规定要求，控制和治理加热炉烟气NO_x污染的技术研究和应用已经迫在眉睫。可以从炉内燃烧过程中以及燃烧过程后两个不同环节着手，采取相应的技术措施实现对NO_x生成进行控制。加热炉烟气脱硝技术的选择应根据炉型、炉况、燃烧形式、排烟形式及NO_x排放指标等因素来综合选定。     

不同蒸汽喷吹条件下烧结烟气的NOx和SO2排放规律

为降低烟气中NO_x和SO₂的排放质量浓度，提高固体燃料的燃烧效率，本文基于某钢铁厂的烧结原料开展50 kg级烧结杯试验，研究向烧结料面喷吹蒸汽条件下喷吹总量、喷吹流量及开始喷吹时间等因素对烧结过程NO_x和SO₂排放的影响。结果表明：点火8 min后向料面连续喷吹蒸汽15 min,当喷吹流量为0.02 m³/min时，烧结烟气中NO_x和SO₂排放质量浓度分别降低11.75%、13.25%,并且烧结矿的产、质量指标亦有优化。蒸汽的加入有利于固体燃料分子键的断裂，加速固体燃料挥发分中HCN和NH₃的析出进程，同时增强了烧结料层的局部还原性气氛，进而促进烧结过程NO的异相还原反应，降低了NO_x的排放质量浓度；向料面喷吹蒸汽会使过湿层增厚，使SO₂在过湿层中逐渐被吸收，当过湿层消失时，SO₂瞬间释放不充分，从而降低其排放质量浓度，并且延迟其排放峰值。本文研究...     

基于正交试验的双P型辐射管三级燃烧器低NOx仿真

为降低双P型辐射管NO_x排放,运用扩散式分段燃烧的低NO_x均匀化燃烧技术,设计一种辐射管三级燃烧器,对其进行数值模拟,经过验证模型可靠.对燃烧器结构及运行参数进行正交试验和单因素研究.研究表明:空气预热温度、空气分级配比和空气过剩系数对出口NO_x排放浓度有显著的影响,相互无交互作用;一次风量由10%增大到20%时NO_x生成量由65.2×10-6增加到108.2×10-6,一次风量增加到30%以上时出口NO_x体积分数增加速率趋缓;空气预热温度每增加100℃,最高燃烧温度增加约50℃,排放气体中NO_x体积分数由50.9×10-6以22%、23.2%、25.3%、27.2%、27.3%和29.5%的速率增加;随空气过剩系数增加,出口NO_x体积分数由82×10-6呈22.1%、1.9%、2.1%、24%和2.5%的波动增长趋势.      

生物质水冷振动炉排锅炉的性能优化分析

水冷振动炉排是一种非常适用于生物质燃料燃烧的锅炉,具有结构简单、热效率高等优点。分析了水冷振动炉排在实际应用过程中由于生物质燃料的不稳定性和秸秆本身的性质所导致的问题,包括燃烧运行不稳定、炉温不均匀、炉内秸秆燃烧不充分、炉渣含碳量高等。指出：在日常运行维护过程中,需要优化燃烧调整技术,以提高炉排的热效率和运行稳定性,降低炉渣含碳量和氮氧化物等污染物的排放。     

高效煤粉锅炉替代链条炉改造的燃烧效果

将高效燃烧的煤粉室燃技术用于燃煤链条锅炉改造的应用实践,改造方案采用先进的低氮风冷燃烧结合空气分级技术,提出锅炉结构及燃烧系统匹配关系.结果表明:改造效果良好,锅炉运行稳定,锅炉热效率超过92％,初始NOx排放<300 mg/m3,且飞灰残炭率<5％;形成了传统燃煤锅炉节能改造升级关键技术,促进了工业锅炉自动化管理水平...     

65t/h生物质循环流化床锅炉冷态实验研究

武汉凯迪公司自主研发的生物质直燃循环流化床锅炉,不同于普通的燃煤循环流化床锅炉和其它的生物质直燃锅炉.其锅炉燃料品种主要以稻壳、麦壳、枝桠薪材、秸秆、树皮、木材厂边角废料等农林废弃物为主,与普通的燃煤循环流化床锅炉有较大差异,适合于各种农林废弃物混合循环流化燃烧.65 t/h生物质循环流化床锅炉的冷态测试对流化床锅炉的...     

水汽对多孔介质中低浓度瓦斯燃烧特性的影响

为研究含水汽低浓度瓦斯气体在多孔介质燃烧器中的燃烧特性,采用计算流体力学方法对其进行数值分析,研究了瓦斯含不同水汽量燃烧时燃烧器中温度分布规律和污染物排放情况.随着瓦斯中水汽含量的增大,燃烧器轴向温度及燃烧热效率下降.由温度二维等值线图可以直观看到不同工况下燃烧器中各个地点的温度分布,为燃烧器设计提供指导.在确保一定热效率时,适当增加水汽含量,可降低燃烧器中NO_x排放量,不但可以保护环境,而且有助于CO转化为CO₂以控制有毒气体排放量.      

影响烧结工艺过程NOx排放质量浓度的主要因素解析

在烧结烟气脱硫治理取得成效之后，烟气脱硝迅即摆上钢铁企业的环保治理议程.在尚无经济有效的末端治理脱硝工艺的前提下，有必要在烧结生产中进行工序过程控制，从而保持烧结烟气NO_x排放质量浓度处于较低水平.本文通过统计解析的研究方法，系统分析了2013至2014年宝钢实际烧结过程中原燃料条件参数、工艺条件参数对烟气中NO_x排放质量浓度的影响规律.研究结果表明:适当降低赤铁矿的使用比例，提高烧结粉、返矿的配比，提高钙质熔剂中石灰石的使用比例，降低镁质熔剂使用比例，保持烧结矿较高的碱度水平，强化制粒提高料层透气性，坚持厚料层烧结等措施均有利于抑制烧结烟气NO_x的排放质量浓度水平.      

生物质燃料用于铁矿烧结的研究进展

生物质燃料由于来源广泛、储量巨大且具有高发热值、高纯度、低成本的优势而具有良好的应用前景,其应用于烧结生产也是钢铁行业低碳绿色高质量发展的重要途径之一。本文从原料制粒、烧结过程、烟气减排三个方面对生物质燃料在铁矿烧结工艺中的应用进行系统性的归纳与分析。在原料制粒方面,生物质燃料相较于焦粉和无烟煤,在烧结生产时需要配入更大的水分,根据生物质燃料的种类该水分配比可能需要增加1%～5%。在烧结过程方面,受限于燃烧特性,生物质燃料替代焦粉的比例不宜过高,一般为10%～40%,进一步提高该配比则会出现烧结矿成品率和转鼓指数、烧结机利用系数的显著降低。在烟气减排方面,生物质燃料在降低烧结烟气中CO、NO_x、SO_x、粉尘和二■英等有害污染物排放量方面作用显著。对于大规模工业化应用,仍需继续加深理论与试验探索,进一步提高生物质燃料的可获得性,统筹生物质燃料回收加工处理的配套产业,并加大包括投资鼓励等政策支持。     

加热炉烟气回流降低NOx排放的技术研究

1 780 mm热连轧加热炉高温烟气中的NO_x以热力型为主,其影响因素主要为烧嘴燃烧期间的火焰温度和氧含量。采用烟气回流方式,将一部分烟气回流到助燃空气中进行混合,在保证烧嘴功率和稳定燃烧的前提下,有效降低助燃空气中的O2含量和烧嘴燃烧过程中火焰的局部高温区,最终达到使烟气中的NO_x浓度超低排放的目的。     

钒钛磁铁矿带式焙烧机工艺研究及工程设计

依托攀钢西昌300万t/a钒钛磁铁矿球团带式焙烧机项目，通过钒钛磁铁矿球团带式焙烧机模拟试验研究，找到了钒钛磁铁矿球团的焙烧特点。结合国内外带式焙烧机工艺发展的先进技术，提出一些钒钛磁铁矿带式焙烧机工程设计的新思路、新手段，如先进布料技术、厚料层焙烧技术、抽干段布风板优化技术、CFD流场模拟技术、先进燃烧技术、烟气氧含量降低技术、鼓干段SO₂及NO_x降低技术、干式结构梁及风冷梁新技术和三维工程设计技术等。生产实践表明，攀钢西昌钒钛磁铁矿球团带式焙烧机生产线月作业率达98.13%,日产量不低于9 100 t,成品球团矿FeO质量分数为0.6%～1.5%,平均抗压强度不低于2 000 N/P,碱度为自然碱度；排放指标为，烟气中烟尘质量浓度2.53 mg/m³、SO₂质量浓度3.15 mg/m³、NO_x质量浓度42.42 mg/m³、基准氧体积分数17.34%,均满足排放标准。本项目为国内第1条生产钒钛矿球团的带式焙烧机生产线，应用前景广阔...     

耐火材料工业隧道窑NOx减排措施的现状及展望

为进一步提高耐火材料工业隧道窑NO_x的减排效果，对NO_x减排现状进行了总结和分析。根据NO_x的生成机理和其他类型工业窑炉NO_x的减排经验，结合隧道窑的工作原理和能源结构现状，提出以下发展建议：(1)高度重视燃烧前和燃烧中的NO_x抑制生成技术，兼顾隧道窑节能和环保的双重效果，大力推广高温空气燃烧技术的使用；(2)在优化后期治理措施的同时，关注和引入新的烟气治理措施；(3)根据实际情况采取多种减排措施的联合使用。