低氮燃烧技术在煤粉锅炉系统的应用性研究

煤粉燃烧过程中生成的NOx主要是燃料型NOx,约占总量75%~80%,其余为热力型NOx和快速型NOx。煤粉低氮燃烧技术的核心是控制燃料型NOx的生成。通过对煤粉锅炉按照“先炉内、后炉外”的总体技术路线,采用炉内De-NOx低氮燃烧技术结合SNCR喷氨技术,将低氮燃烧技术应用于煤粉锅炉,将烟气氮氧化物有效控制在200mg/Nm^3以内。大大减少氨水、液氧等脱硝剂的投入量,既降低了运行成本又有效缓解了脱硝剂对设备及烟道的腐蚀,使烟气NOx排放浓度符合我国《火电厂大气污染物排放标准》。     

新型多重富集低NOx煤粉燃烧器的研究

对多重富集低 NOx 煤粉燃烧器的结构及特点进行了分析 ,初步阐述了这种燃烧器的低负荷稳燃和低 NOx 排放原理 ,并进行了一系列冷态模化实验 ,研究了燃烧器结构和气流等因素对这种燃烧器性能 ,即浓淡风比、阻力系数的影响 .实验结果表明 ,档块间开度对燃烧器阻力损失影响显著 ,开度增加可使燃烧器阻力损失降低 ,浓淡风比减小 ,但双档块开度过多 ,会使加粉时煤粉气流的浓淡分离效果变差 ;浓淡风比受燃烧器浓淡侧阻力平衡决定 ,为此 ,必须在浓侧设置阻力调节器 ,满足阻力特性和风量平衡的多重要求 ,根据实验结果得到了优化的燃烧器结构 .     

先进的低污染煤粉燃烧技术

本文分析了先进的煤粉燃烧技术应该具有的多种效能，即安全可靠、不结渣、燃烧稳定；具有低ＮＯ＿ｘ燃烧性能；有利于降低ＳＯ＿２的排放。论证了在我国研究开发低ＮＯ＿ｘ煤粉燃烧技术和推广应用不需耗费大量资金，却可大幅度减少ＮＯ＿ｘ的污染。还论证了先进的煤粉燃烧技术应采用炉内喷钙并附加增湿技术或排烟循环流化床脱硫技术。     

煤粉预热-低氮燃烧机理及颗粒物协同控制

通过燃烧优化有望实现煤粉高效低氮燃烧与颗粒物(PM)的协同源控制,也是完成低碳的重要清洁燃烧方式。为阐明预热-燃烧过程NO和PM生成特性和减排机理,针对预热过程中煤氮的析出、挥发分氮的转化以及预热-燃烧过程NO的生成和还原机制及PM生成展开研究。烟气中主要气体组分和PM分别采用烟气分析仪和荷电低压撞击器(ELPI+)测量和记录。结果表明,气相过量空气系数(α_gas)可作为以气相反应为主的预热区反应性(氧化性或还原性)的有效判据。适当增大预热区过量空气系数(α_p)会增加预热区NO生成,但明显降低整个预热-燃烧过程中NO生成。高预热温度可显著降低NO的生成,预热温度由1 200 K升至1 600 K时,NO降低效率由42.25%提高至51.44%。然而,α_p持续增加将减弱NO脱除率的下降趋势。燃烧温度升高对焦炭氧化生成NO和焦炭还原NO过程均有促进作用,但对NO生成的促进作用更显著。同时,预热-燃烧降低细颗粒物生成,尤其是PM_0.3生成量减少27.57%。预热-燃烧技术可实现燃烧过程中对PM和NO生成的...     

煤粉预热对高炉喷吹中煤粉燃烧行为的影响

通过建立数学模型,在Fluent软件的基础上结合自编程序,对不同预热温度下高炉喷吹煤粉的燃烧进行了模拟,得到了预热温度对煤粉燃烧的影响规律. 模型中包含了煤粉与O2, CO2及水蒸汽的异相反应,且考虑了焦炭的燃烧反应. 确定了回旋区的大小与形状,将煤粉燃烧空间划分为4个区域,对不同区域分别提出不同假设进行处理. 计算结果表明,煤粉预热后进行喷吹可促进煤粉在风口前提前气化,使煤粉的燃烧区域前移,提高了煤粉在回旋区的燃尽率;预热温度每提高50℃,煤粉在回旋区的燃尽率平均提高2%.     

煤粉锅炉炉膛燃烧一维数学模型的研究

为了有效地进行直流煤粉多相流动与燃烧数值模拟,实现煤粉低NOx燃烧,本文在连续介质模型的框架中建立了综合考虑气—固两相流流动、燃烧与传热的直流煤粉燃烧一维数学模型。应用这一模型对一维煤粉炉炉膛内煤粉燃烧和气体燃烧的数值计算表明,该模型可快速有效地用于模拟直流煤粉多相流动与燃烧过程,给出炉内温度、NOx分布等主要参数。     

城市生活垃圾热解气化技术研究进展

从城市生活垃圾热转化方式的比较入手,简要阐明了热解气化过程,讨论了各类热解气化反应器的优缺点,概述了城市生活垃圾热解、气化实验研究进展以及热解气化技术中试及应用情况。通过比较各类实验研究,明确了热解温度、加热速率对热解产物产量及产物分布的影响,气化温度、氧气当量比(RO)对含氧气化反应的影响,气化温度、水蒸气与城市生活垃圾质量比(S/M)对水蒸气气化反应的影响。指出了城市生活垃圾热解气化实验研究热点在于优化控制参数,提高反应速率,促进目标产物高值化,抑制其它产物及污染物的生成,以及城市生活垃圾热解气化技术的发展方向。     

一次风速对高浓度煤粉预燃式低氮燃烧器性能影响的数值模拟

高浓度煤粉燃烧器能稳定燃烧和显著降低NO_x排放,是一种经济环保的燃烧技术,其一次风速对炉内着火延迟、煤粉燃烧稳定性以及NO_x排放量都有重要的影响。为了确定适合新型高浓度煤粉预燃式低氮燃烧器的一次风速,为燃烧器的现场试验和实际运行提供指导依据,采用ANSYS Fluent软件模拟计算了一次风速对煤粉燃烧稳定性和NO_x排放的影响。先进行网格无关性检验,并用一台25 t/h全尺寸煤粉工业锅炉进行试验,验证了模型的准确性。数值模拟计算结果表明:新型高浓度煤粉预燃式低氮燃烧器可在预燃室和炉膛内形成2个回流区,预燃室内的回流区保证煤粉稳定燃烧,炉膛内的回流区降低NO_x。一次风速过低时,一、二次风的后期混合减弱,煤粉燃烧不稳定,NO_x排放量略微升高;一次风速过高时,二次风与煤粉的混合被削弱,煤粉燃烧同样不稳定,且焦炭转化率明显下降,NO_x排放大幅增加;一次风速从17 m/s增加到20 m/s,出口截面NO_x浓度提高约10%;适当的一次风速不仅能稳定煤粉着火和燃烧,还能实现NO_x低排放。试验研究燃烧器的最佳一次风速在14～17 m/s。     

煤粉锅炉低氮燃烧技术的应用及烟气氮氧化物生成量高的对策

介绍低氮燃烧系统技术在煤粉锅炉上的应用,分析采用低氮燃烧后氮氧化物生成量高的原因,采取针对性措施,有效地控制氮氧化物生成量,减缓锅炉尾部受热面腐蚀和堵塞。     

高海拔对煤粉燃烧特性的影响研究

为掌握高海拔低气压环境下煤粉燃烧特性,指导高海拔地区大型燃煤锅炉设计,在试验台上模拟高海拔低气压环境,利用一维火焰炉、着火炉研究了煤粉在不同海拔高度下的着火、燃烬及NO_x排放特性。结果显示随着海拔的升高,煤粉的着火温度升高,燃烬性能有一定下降,而NO_x生成量变化不大。与低海拔地区类似,试验煤样煤粉变粗会使着火温度升高,但对燃烬率影响较小,氧含量对燃烬率和NO_x影响较大。综合考虑,高海拔地区锅炉设计应采用较细的煤粉细度、适当提高燃烬空间。     

生物质热解气化产物应用研究现状与前景

综述了生物质及生物质能的利用特点和利用方式,重点介绍了生物质热解气化产物在发电、制备合成气以及制备生物质合成天然气等方面的应用情况,并对生物质在利用过程中存在的问题进行了阐述,最后展望了生物质热解气化的应用前景。     

“煤粉气化燃烧节能减排技术”的推广应用

能源在国民经济中具有特别重要的战略地位。我国目前能源供需矛盾尖锐、结构不合理;能源利用效率低;一次能源消费以煤为主,化石能源的大量消费造成严重的环境污染。本文根据国家节能减排的精神,介绍了一种煤粉气化燃烧节能减排技术,不仅节约用煤,而且提高了锅炉与窑炉的热效率,具有广阔的应用价值。     

125 MW煤粉炉内分级燃烧的数值模拟

对125 MW煤粉炉内两种工况的分级燃烧进行了数值模拟,得到了炉内温度、速度分布以及NOx,CO,CO2等气相组分浓度分布.结果表明,随二次风率降低、燃尽风率的增加,炉内最高温度降低,炉内高温区上移,NOx浓度降低;整个炉膛内部湍流强度都比较强烈;炉内CO和CO2浓度分布及速度分布与实际燃烧状况能较好吻合,可为低NOx燃烧技术和锅炉改造提供指导.     

分解炉内煤粉燃烧特性的研究

煤粉的燃烧特性对分解炉的设计和操作过程影响很大，不同种类的燃料，其燃烧反应特性差异很大，故应对分解炉所用的煤粉进行燃烧动力学试验，研究结果可用来定量地指导分解炉的设计和操作。另外，在更换分解炉用燃料时，也应对燃料燃烧特性进行试验，以便合理地选择燃料。     

焦炭气化反应对煤粉空气深度分级燃烧NOx生成的影响

焦炭气化反应对空气深度分级工况下燃烧及污染物的生成具有重要影响。笔者采用滴管炉试验与数值计算相结合的方法,研究了主燃区过量空气系数SR1在1.2→0.6变化过程中,焦炭气化对空气深度分级工况下煤粉燃烧和NOx排放特性的影响规律。通过对比滴管炉试验数据与传统模型和改进模型(考虑焦炭气化)结果可知,传统模型对空气分级燃烧的还原性气氛预测存在一定缺陷,改进模型与试验结果较吻合。滴管炉试验及改进模型计算结果表明,空气深度分级工况下,主燃区极度缺氧,燃烧过程由最初的挥发分着火(R1和R2)和焦炭不完全氧化(R4)过渡到以焦炭气化反应(R5和R6)为主导的燃烧状态,大量CO生成,高浓度CO2逐渐被消耗,直至还原区段结束,随着燃尽风加入,O2含量增加,CO被迅速消耗(以R2为主),CO2生成。空气分级工况下NOx排放特性表现为:燃烧器附近NOx浓度高,伴随还原性气氛的形成,出现一定程度的下降后保持较低的NOx水平,随着燃尽风的加入,出现一定程度的"反弹",这是因为还原区结束时,一部分未完全被还原的氮中间体在燃尽风加入后被迅速氧化造成的。     

生物质能源转化技术与应用(Ⅳ)——生物质热解气化技术研究和应用

生物质能源是惟一可再生、可替代化石能源转换成气态、液态和固态燃料以及其他化工原料或者产品的碳资源。随着化石能源的枯竭和人类对全球性环境问题的关注,生物质能源替代化石能源利用的研究和开发,已成为国内外众多学者研究和关注的热点。本系列讲座主要讲述以生物质资源为主要原料,通过不同途径转化为洁净的、高品位的气体、液体或固体燃料。本讲主要对生物质的热解气化方式进行了介绍,着重介绍了生物质气化集中供气、供热、发电、合成液体燃料、制氢等技术方面的研究和应用现状,并指出了目前存在的主要问题,提出了我国在生物质气化领域的重点研究方向。