垃圾衍生燃料富氧燃烧污染物排放特性

为了解决城市生活垃圾直接焚烧产生的二次污染问题,将城市生活垃圾制成垃圾衍生燃料(RDF),在高温管式炉内进行富氧燃烧污染物排放特性研究.结果表明:塑料比例增加,燃烧过程中NOx浓度增大;氧浓度增加,NOx浓度增大;但纯氧条件下RDF燃烧,NOx浓度大大降低.塑料比例增加,燃烧过程中SO2浓度增大;氧浓度增加,SO2浓度降低.当氧浓度为80%时,CO浓度相差不大,纯氧时,塑料比例增大,CO浓度减小;氧浓度增大,CO浓度呈减小趋势,纯氧时CO浓度最小.NOx、SO2、CO的浓度均低于国家标准,说明RDF富氧燃烧有利于降低污染物排放浓度.     

基于富氧条件的生物质颗粒燃烧特性实验研究

富氧燃烧是解决生物质能源直接燃烧温度低问题的重要方法.文章采用热重分析法分别对玉米、棉秆以及木屑进行燃烧特性试验,通过分析不同氧气浓度下三种秸秆的TG-DTG曲线,研究富氧条件对三种典型生物质颗粒燃料燃烧特性指数的影响.结果表明:富氧条件下三种生物质颗粒燃料燃尽温度区间比空气中减少近100℃,挥发分最大析出速率是空气中的2 ～2.75倍;富氧条件下,燃料的燃烧特性指数迅速上升,且玉米杆的上升幅度最大,表明富氧对玉米杆促进作用最强.     

褐煤在N2及CO2气氛下的热解与富氧燃烧特性

为了掌握不同气氛下褐煤热解与富氧燃烧的特性以及其之间的联系,在管式炉反应器上利用锡盟褐煤在N₂和CO₂气氛以及600~1 000 °C条件下进行热解. 进一步对其在O₂/N₂以及O₂/CO₂气氛下进行富氧燃烧实验,考察不同反应温度(600~1 000 °C)以及不同氧气体积分数(21%~60%)条件下的富氧燃烧特性,结合热解实验结果探究CO₂气化反应对富氧燃烧的影响. 结果表明,CO₂气氛中锡盟褐煤在700 °C时开始CO₂气化反应,随温度增加气化反应增强,CO₂主要通过高温区的气化反应来影响煤热解及燃烧,700 °C以上气化反应能促进富氧燃烧进程. 对于O₂/CO₂气氛的富氧燃烧,当氧气体积分数为30%时,在800 °C以下温度对CO氧化反应影响更大,而在800 °C以上温度对CO₂气化反应影响更大. 当氧气体积分数相同时,O₂/N₂以及O₂/CO₂气氛下褐煤富氧燃烧反应时间差异不大.     

汽油机缸内富氧燃烧的试验研究

富氧燃烧是一种可以实现节约能源和降低污染物排放的内燃机燃烧技术.通过汽油发动机在同一工况工作时,使进气中氧体积分数分别为20.7％、23.2％和25.4％,实现富氧燃烧.研究不同的进气氧体积分数对汽油发动机的燃烧特性和排放特性的影响.研究结果表明：进气氧体积分数增加,发动机缸内压力和燃烧放热率升高,最高燃烧压力相位提前,降低循环波动,发动机燃烧工作稳定;同时减少THC和CO的排放,但NOx的排放量增大.     

辊道窑富氧燃烧的数值模拟研究

采用Fluent软件对气烧明焰陶瓷辊道窑预热带和烧成带进行了数值模拟,研究了不同富氧条件下辊道窑内温度场的特性及其规律。同时,对于辊道窑NOx的排放情况进行数值模拟,分析了NOx生成量随O2浓度的变化规律。研究结果表明,在燃料量不变时,富氧燃烧可以提高燃料的燃烧温度,但随着O2浓度的增加,窑内温度的均匀性变差;而且当O2浓度从21%增大到27%时,NOx的排放量缓慢上升;当O2浓度大于27%时,NOx生成量迅速增加。基于此,在实际生产中建议控制富氧浓度在27%以下;此外,以天然气为燃料的富氧燃烧,NOx的主要生成类型是热力型和快速型,其中热力型NOx的生成占主导作用。     

富氧燃烧静力学计算式的归纳

本文以分析计算法为基础，归纳出富氧燃烧的静力学简化算式。     

汽油机冷起动过程富氧燃烧试验研究

为了研究进气中O2体积分数对汽油机冷起动过程燃烧与排放特性的影响,试验对一台单缸汽油机分别提供O2体积分数为21%、23%、25%、27%和29%的富氧空气,对比分析冷起动最初60 s内的缸内压力、放热率和排气温度,以及HC、CO和NOx排放.研究结果表明,随着进气中O2体积分数的增加,汽油机冷起动过程燃烧与排放状况均有明显改善,着火更早、燃烧更快、缸内压力峰值和放热率峰值更大;同时,富氧燃烧可提高排气温度,大幅降低HC和CO排放量,减幅分别达88.5%和93.6%,但NOx排放量随O2体积分数增加而加速增大.     

用富氧燃烧技术减少水泥生产过程NOx排放的可行性分析

近年来我国水泥产量逐年增高,水泥生产过程中的NOx排放量也越来越大,因此,控制水泥行业NOx的排放压力巨大.详细介绍了富氧燃烧技术应用于水泥行业进行脱硝的机理、研究现状及存在问题,并对富氧燃烧技术应用于水泥行业进行脱硝的可行性进行分析,得出此技术对于减少水泥行业中的NOx排放具有很大潜力.     

生物质气与煤混合燃烧污染物排放特性研究

为了减少污染物的排放,分析生物质气与煤混合燃烧对燃烧产物的影响,基于Aspen Plus软件搭建生物质气和煤混合燃烧模型,对混合燃烧生成的污染排放物进行模拟计算.随着空燃比的变化,生物质气的成分和低位热值发生改变;将气化效率最高时的生物质气和煤掺烧,研究燃烧温度和生物质掺混比例对NOx和SOx污染物排放的影响.结果表明:生物质气的低位热值随空燃比的增加而降低;随着燃烧温度的升高,NOx和SO2排放量逐渐增加,而SO3的排放量逐渐减少;随着生物质气掺烧比例的增加,NOx和SOx的排放量逐渐降低.     

燃用生物质颗粒燃料锅炉的燃烧及排放特性

为得到燃用生物质颗粒燃料锅炉的燃烧和排放特性,建立了燃烧模拟实验台,进行了一次风量及二次风量不同配比、不同位置及不同料层厚度等参数对燃烧和排放性能影响的实验,为生物质颗粒燃料锅炉的设计提供了可靠的依据。样机测试和实际应用表明,此形式生物质锅炉高效节能、洁净燃烧、大气污染物排放量低,具有广阔的应用前景。     

富氧燃烧氧浓度对准东煤结渣特性影响

使用热力学模拟方法,从生成物角度研究了富氧气氛不同氧浓度下准东煤灰的熔融结渣特性,采用Factsage热力学模拟软件的Equilib、Phase Diagram模块进行计算,得到不同氧浓度下准东煤灰在800～1 600℃温度区间内气、液、固相主要化合物的变化,以及一些重要产物的相图。发现随着氧浓度的增加,准东煤灰的开始熔化温度略有提高,气相硫酸盐也在增加,液相中的二价铁离子、固相中的低温共熔物都在增加,这些都从一定程度上说明氧浓度的增加会使得准东煤灰的结渣倾向更加明显,对实际锅炉使用时氧气浓度的控制有一定参考价值。     

混烧锅炉富氧燃烧的数值模拟

富氧燃烧会对煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧特性产生重要影响。以130 t/h煤粉和高炉煤气混烧锅炉为研究对象,采用Fluent流体力学软件,对助燃气体（O_2/N_2）在3种不同氧气体积百分数（21%,23%,27%）工况下煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧过程进行数值模拟。模拟得到3种工况下：炉内的温度场分布,烟气流场特性,火焰长度。模拟结果表明：随着氧气浓度的增加,燃料着火速度更快,燃烧更稳定,出口烟温逐渐降低,炉内烟气流速逐渐减少,强化了炉内传热效果,提高了锅炉热效率。     

1000MW燃煤锅炉富氧燃烧改造及NO_x排放的数值模拟

针对燃煤锅炉富氧燃烧改造的可行性以及NOx排放的问题,提出基于CFD数值模拟方法,开展1 000MW双切圆式燃煤电站锅炉的富氧燃烧改造及其NOx排放的数值模拟研究.结果表明,当氧气体积分数为30%的富氧燃烧条件下模拟的炉膛温度分布、换热结果与改造前空气燃烧时相当.绝热火焰温度一致可以作为改造时氧浓度选择的依据.改造后燃料NOx、热力NOx的生成量均显著降低,总NOx生成量可达改造前的47.3%.大量二氧化碳的存在促进还原区煤焦气化反应和燃料氮的析出,削弱了NOx前驱物的氧化,促进NO还原,从而减少NOx生成量.增大燃烬风风率可降低NOx排放.再循环烟气中的NO的还原使NOx净生成量降低44.6%~71.8%.     

梭式窑富氧燃烧的数值模拟研究

采用Fluent软件对日用陶瓷梭式窑的富氧燃烧技术改造进行数值模拟计算。研究不同富氧浓度对于梭式窑温度场及制品温度带来的影响及规律。结果表明,随着氧气浓度的增加,梭式窑内火焰最高温度逐渐增加,窑内温度的均匀性变好,但在不改变喷枪口径的情况下,窑内陶瓷制品的温度变化不显著。为了提高陶瓷制品的烧成温度,应对窑内喷枪进行改造,减小喷枪口径,增大燃气与富氧喷入速度可提高对流换热作用,进而提高陶瓷制品温度。增加棚板层的层间高度可使更多的热气流从陶瓷制品上方进入到制品区域内部进行对流换热,减小陶瓷制品区域温差。     

富氧燃烧应用于水泥回转窑生产上的理论初探

富氧燃烧不仅能使燃料的燃烧时间大大缩短，有利于提高燃料的完全燃烧程度，而且还能提高火焰温度和黑度，从而改善窑内的传热条件，使窑的产量提高，热耗下降。这一措施经计算在技术上是可行的。     

生物质型煤燃烧特性研究

利用TG-DTG热分析技术对煤、生物质以及生物质型煤的燃烧过程进行分析,研究了不同生物质及添加比例对型煤燃烧特性的影响.结果表明：生物质燃烧的DTG曲线有2个明显的失重峰,第1个失重峰是挥发分燃烧峰,第2个失重峰是固定碳燃烧峰;生物质型煤燃烧过程是生物质和煤燃烧过程的综合,也显示双峰特征,且生物质可以改善型煤的燃烧特性,随着生物质添加量增加,其型煤的着火温度、燃尽温度随之降低,着火特性指数、综合燃烧特性指数随之提高,从而改善型煤的燃烧性能.     

300MW富氧煤粉燃烧锅炉变工况运行特性分析

富氧煤粉燃烧锅炉燃烧、换热特性与常规空气锅炉不同,为研究不同工况下富氧燃烧锅炉的运行特性,利用某300 MW富氧煤粉燃烧锅炉仿真模型,分别进行燃煤量、给水温度、氧浓度和水分变动试验。结果表明:随着富氧燃烧锅炉燃煤量的增加,炉膛出口烟温升高,炉内总辐射量增加,水冷壁产汽量增多。由于富氧锅炉辐射换热强,过热蒸汽温度随燃煤量增加而增加。随着炉内燃烧气氛中氧浓度增加,锅炉产汽量大幅度增加,主汽温度快速下降。由于锅炉设计煤种水分含量高且不稳定,水分变化对锅炉运行参数影响比较大,主要表现在煤质变坏,导致炉膛出口温度升高,过热蒸汽温度、再热蒸汽温度和排烟温度也随之升高。     

富氧燃烧辊道窑结构优化的数值模拟

采用Fluent软件对陶瓷辊道窑进行了结构优化的数值模拟研究。结果表明,根据富氧浓度优化烧嘴口径后,天然气燃烧的火焰的"刚度"得到了改善。随着富氧浓度的提高,窑内烧成带平均温度先升高后降低,而横断面的温度均匀性则逐渐变差。当挡板与挡墙之间高度下降100mm后,窑内气流之间的扰动增强,且挡板与挡墙的截流作用变得较为明显,这可以很好地防止烧成带高温烟气不受限制地流向预热带,从而降低了热量损失。燃料量减少10%、20%、30%,辊道窑内烧成带的平均温度均有所下降。在满足烧成温度的前提下,当辊道窑采用27%的富氧浓度时,最多可节能20%。此外,对NOx生成量进行计算分析可知,富氧燃烧时的NOx浓度比空气助燃时高。但是,当富氧浓度为27%且节能20%时,烟气中的NOx含量仍能够满足陶瓷行业的NOx排放要求。     

陶瓷窑炉中富氧燃烧火焰特性的试验研究

以单节辊道窑的结构形式设计物理模型进行富氧燃烧试验研究,在不同氧浓度条件下,从火焰形貌、火焰温度分布、火焰传播等方面分析富氧燃烧技术对火焰特性的影响,为窑炉设计及富氧喷枪设计与布置提供依据。研究结果表明:当氧浓度从21%增加至30%时,火焰亮度逐渐增加;火焰长度逐渐缩短并向喷枪口处收缩;最高火焰温度明显提高,且火焰最高温度出现位置向喷枪口靠近;轴向火焰温度分布趋向集中,在设计窑炉时应该注意火焰长度方向的尺寸;火焰前沿速度逐渐降低,引起温度梯度变大,火焰覆盖面积减小,需要设计可用于富氧燃烧的可调节式燃烧器,以保证在不同氧气浓度下,火焰处于稳定燃烧状态。