煤及水煤浆燃烧过程中NO_x和SO_2生成的研究

本文主要通过试验室试验研究,探索煤及水煤浆燃烧过程中NO_x产生的原因及 加石灰脱硫的效果。试验是在三个试验室燃烧试验台架中完成的。试验表明:煤燃烧过程中热力NO_x比化学平衡值低12～14倍,仅占NO_x总量的百分之几,即NO_x主要由燃料氮产生,其浓度和燃料含氮量密切有关。试验证明,煤中的含氧量大量参与煤中     

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。     

空气分级对旋风燃烧液态排渣及NOx排放的影响

为了进一步论证在旋风炉中采用空气分级低氮燃烧技术的可行性,建立了旋风燃烧液态排渣模型和NO_x排放半经验公式,并在一台中试旋风炉上开展了实验研究,定量分析了空气分级对准东煤旋风燃烧时液态排渣、NO_x排放和燃尽性的影响.实验数据表明,针对不同准东煤种,为兼顾稳定液态排渣和降低氮氧化物排放,可根据容积热负荷、捕渣率和灰临界温度确定合适的空气配比方式.燃用准东天池煤时,最佳的主燃区过量空气系数为0.9,与空气未分级相比,NO_x排放可降低20%,但未完全燃烧热损失会增加0.32%.本研究将为旋风炉的设计和运行提供重要参考.     

O_2/CO_2气氛下煤粉燃烧中NO_x转化机理的CHEMKIN模拟

采用CHEMKIN软件中的PFR模型对不同气氛(O_2/CO_2和O_2/N_2)下煤粉燃烧过程中燃料氮NH_3的转化和NO_x生成机理进行模拟,并在模型中首次引入外部的湿烟气再循环来模拟实际富氧煤粉燃烧过程中NO_x的生成机理及影响因素。通过CHEMKIN模拟可以较为准确地定量分析富氧燃烧条件下燃料N的转化规律,富氧燃煤过程中引入再循环烟气可降低燃料N向NO的转化率,其中碳黑与NO的反应对再循环烟气中NO的还原起主要作用。     

空气深度分级燃烧NOx排放特性的CHEMKIN模拟研究

利用两段PFR反应器构建模型在CHEMKIN中模拟,研究空气深度分级燃烧中各个影响因素,使用生成速率分析和敏感性分析,探求燃料N向NO_x的转化路径及原因.模拟结果表明,主燃区α对NO_x转化率影响较大,高温强还原氛围能明显降低NO_x排放;改变燃烧温度降低NO_x排放,应当考虑主燃区,而非燃尽区;当主燃区温度小于1 500℃,燃尽风比率为35%左右时,NO_x排放最低;富燃条件下O_2/CO_2燃烧增大了OH/H,促进NO_x生成;燃尽风位置向后移会降低NO_x转化率,改变燃尽风氧浓度NO_x转化率几乎不变.本文不仅扩大了前人对空气分级燃烧的研究范围,而且对于前人没有研究的影响因素给出了结果,并且进行了化学反应动力学分析,对实际锅炉运行过程中减少NO_x排放具有指导意义.     

1000MW机组燃烧调整对NO_x排放影响

在1 000MW机组锅炉上进行了燃烧调整试验,通过改变过量空气系数、机组负荷、燃尽风率和配风方式,对烟气NO_x的排放规律进行了研究。结果表明:随着过量空气系数的增大,NO_x排放浓度显著增大,锅炉排烟热损失呈上升趋势,飞灰含碳量呈下降趋势。锅炉负荷对NO_x排放的影响主要来自燃料量、炉膛温度、氧浓度等多方面因素的综合影响,随着锅炉负荷下降,过量空气系数增大,烟气NO_x排放浓度呈缓慢下降趋势,单位质量燃料的NO_x转化率有所升高。增大炉膛的燃尽风率可显著降低烟气NO_x排放浓度。在燃尽风率较低的燃烧工况下,NO_x排放浓度对燃尽风率的变化尤为敏感。与均等配风方式相比,束腰配风方式可降低炉膛主燃料区的氧浓度,使烟气NO_x排放浓度下降。     

新型工业煤粉锅炉运行及排放特性试验研究

为了改善工业煤粉锅炉的NO_x排放特性并保证其燃烧效率,对某新型空气分级燃烧器进行了现场试验.通过改变煤种、过量空气系数及三次风开度,分析了锅炉NO_x及CO排放质量浓度的变化规律,同时采用反平衡法对锅炉的热效率进行了测算.试验结果表明,工业煤粉锅炉能达到较高的热效率;煤中氮含量及挥发分含量与NO_x的生成具有一定的相关性,氮含量越高,NO_x排放质量浓度越高,挥发分含量越低,NO_x排放质量浓度越高;过量空气系数和三次风开度不仅影响锅炉燃烧效率,而且对NO_x排放的影响也较为显著.研究发现,试验锅炉的排烟氧含量(质量分数)应控制在2.5%~2.6%之间较为合理,三次风开度为39%时NO_x排放质量浓度最低.     

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。     

磁氧分析仪在玻璃池炉上的应用

南京灯泡厂自1982年底起,在玻璃池炉上选用了南京分析仪器厂生产的热磁式CD—005型氧分析仪,用以监控燃烧过程中的含氧量。在多年的生产运行中,取得了一定的节能效果,据大量数据分析,平均节约能源在5%左右。一、控制过剩空气系数的重要性燃烧是燃料中的可燃物质与空气中的氧发生强烈的氧化反应而放出大量热量的过程。为使燃烧反应能持续进行,并使燃料得到充分燃烧,就必须连续地供应一定比例的空气量。燃烧过程中若空气供应不足,燃料将发生燃烧不完全,称为“燃料过剩”;但如吸入过     

高燃料氮烟煤空气分级燃烧氮氧化物排放特性实验研究

针对两种燃料氮含量较高的烟煤空气分级燃烧情况下氮氧化物排放及燃尽情况进行了实验研究。研究表明,不分级燃烧情况下燃料氮含量越高的煤,氮氧化物排放越高;其空气分级燃烧情况下燃料氮向燃料型NOx的转化率越低。空气分级情况下,还原区停留时间为0.8-1.0 s及化学当量比为0.75的时候,大同烟煤及俄罗斯烟煤的氮氧化物排放均较低。同时,空气分级燃烧条件下俄罗斯烟煤的燃尽情况与大同烟煤类似,燃尽效果较好。     

无烟煤粉循环流化床预热过程中的煤氮转化特性

在基于循环流化床预热的无烟煤粉燃烧实验台上,在循环流化床空气当量比低于0.3的条件下对无烟煤粉在预热过程中煤氮的迁移和转化特性进行了研究.结果表明,煤氮的主要转化产物为NH3和N2;随着煤中挥发分含量的升高和煤阶的降低,煤氮的转化率和煤氮向N2的转化率增加;随着预热温度的升高,煤氮的转化率和煤氮向N2的转化率增加,预热生成的NH3质量浓度降低;随着循环流化床空气当量比的增加,煤氮的转化率和煤氮向N2的转化率增加,预热生成的NH3的质量浓度降低.煤氮向NH3和N2的转化反应以及NH3和N2之间的转换反应是决定无烟煤预热过程中煤氮迁移转化的主要热化学反应.     

一次风率及循环废气率变化对燃油锅炉运行中氮氧化物生成的影响

研究空气分级和废气循环燃烧等方式对油燃烧中NOx 生成的影响。实验发现 :分级燃烧对于燃料氮的转化有抑制作用 ,而且对含氮量较高的油燃料效果较明显 ,不论燃烧器功率如何 ,降低一次风率总使得NOx 的生成量减少 ;当一次风率占总过量空气系数的 50 %左右时 ,燃料氮的转化率存在一个最小值 ,而后随着一次风率的提高而增大并趋于一常数 ;增加废气循环率能降低油燃烧中NOx 的生成量 ,而且对于含氮量较低的油效果较明显 ,随着废气循环率增加 ,NOx 生成量的降幅趋缓并带来火焰稳定问题 ,因此存在有一个最佳废气循环率 ;废气循环燃烧会增大燃料氮的转化率 ,而且在一次风率较小情况下表现明显     

煤粉燃烧过程中NOx排放物的形成与控制

前言由于石油和天然气日益短缺,在日本越来越多的电站和工业都将烧煤。所以,控制燃烧的技术就成为极其需要的技术,它可以减少氮氧化物NO_x而不会浪费燃料,不会引起运行问题,不会损坏设备,也不会增加碳粒和一氧化碳等污染。为便于研究煤粉燃烧过程中NO_x的形成和对它的控制,设计了一个向下燃烧用作实验的管式炉膛体系。利用这个模型炉膛装置,曾进行过大量的煤粉燃烧实验。在研究了一次风量、过量空气系数、燃烧空气温度     

SCR转化效率监控影响因素分析

为提高选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)转化效率监控的准确性,对NO_x原排随环境条件变化、氨泄漏、氮氧传感器安装位置等影响SCR转化效率的因素进行分析和试验验证。结果表明:提高中冷后温度或者降低空气湿度,NO_x原排增加,下游氮氧测量值增加,计算的SCR转化效率偏低;泄漏的氨会被氮氧传感器识别为NO_x,而且排温迅速提升时,氨泄漏量特别大,下游氮氧测量值增加,计算的SCR转化效率偏低;氮氧传感器安装位置直接影响下游氮氧的测量准确性。     

生物质与城市生活垃圾混烧特性的实验研究

针对城市生活垃圾与煤混烧发电方法经济效益较差的缺点,建立了生物质与城市生活垃圾混烧实验系统,测试了系统设计和运行中主要可控参数对炉膛温度和燃料燃烧效率的影响。结果表明:炉膛温度随一次风率和掺混质量百分含量的增大而增大,随过量空气系数的增大而降低;燃料燃烧效率随一次风率和掺混质量百分含量的增大而增大,随过量空气系数的增大,先增大后减小;当过量空气系数为1.7、掺混质量百分含量为15%、一次风率为75%时,炉膛温度为880℃,燃料燃烧效率为97.4%。     

膜式富氧燃烧系统与节能

空气中含有20.9%的氧和79.1%的氮(体积比)以及少量其它气体。所谓富氧空气是指含氧量大于20.9%的空气。用含氧较多的空气维持燃烧过程就称为富氧燃烧。一、富氧燃烧的节能效果富氧燃烧能够节能的原因是:(一)减少排烟所损失的热量。只有氧才能维持燃烧,空气中所含79%的氮是不能助燃的,当这些氮被鼓入燃烧设备,加热到很高的温度以后排出,带走了大量的热。以冲天炉为例,当炭完全燃烧时,热平衡方程式为:燃科燃烧热=铁水带出热+(排烟损失+炉体散热损失+溶渣损失)。     

辊道窑烧成带火焰空间在富氧气氛下NO_x生成的研究

采用FLUENT软件对气烧明焰陶瓷辊道窑烧成带的火焰空间进行数值模拟研究,对在富氧气氛下以天然气和炉煤气为燃料时辊道窑烧成带的NO_x生成进行分析,并与空气气氛下进行对比。数值模拟结果表明:当燃料种类和燃料量一定时,富氧燃烧可以提高燃烧的火焰温度,w(O_2)由23%升至35%时,各截面温度均升高200～250K,燃烧发生炉煤气时比天然气平均温度高、增幅大。随w(O_2)增加,以发生炉煤气为燃料时炉内NO生成先增后减然后缓慢回升,燃用天然气时,NO持续缓慢增加,但两者w(NO)均持续增大,相比于空气气氛下,分别增长了141.48%和107.73%。以天然气为燃料时炉内NO生成以快速型为主导,以发生炉煤气为燃料时以热力型为主导;富氧燃烧时气氛中的w(NO_x)增加而烟气量减少,采用不同燃料时出口处NO_x生成速率有不同变化。     

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.     

微富氧条件下煤粉燃烧及NO生成特性的研究

利用热重分析技术对微富氧条件下煤粉的燃烧特性进行了研究,并与富氧条件下煤粉的燃烧特性进行了对比,利用固定床测定了燃煤NO的生成规律,分析了反应气氛和煤种的影响．结果表明：随着氧体积分数增加,微富氧条件下煤粉的燃烧向低温区移动,综合燃烧特性指数S逐渐增大;在相同的氧体积分数下,由于N2和CO2的物性差异,煤粉的微富氧燃烧特性优于富氧燃烧特性,但当氧体积分数升高到40％时,两种气氛的燃烧特性差别不大;反应气氛和煤种均对燃料氮的转化率影响显著;氧体积分数升高或N2的参与会使反应温度上升,影响燃料氮的转化率;煤的挥发分和元素氮的质量分数也会影响燃料氮的转化率．     

生物质与煤混合富氧燃烧过程中NO和N_2O的排放特性研究

为了研究燃烧气氛、进口氧气浓度、生物质掺混比、燃烧温度以及过量氧气系数对循环流化床(CFB)富氧燃烧过程中NO,N_2O排放特性以及燃料中N的转化特性的影响,以棉秆和大同烟煤为燃料,在50 k W循环流化床燃烧试验台上进行了空气气氛和O_2/CO_2气氛下的生物质与煤混合燃烧试验。试验结果表明:与空气气氛相比,O2/CO2气氛下,NO,N_2O的排放量和燃料中N的转化率均降低;随着进口氧气浓度和燃烧温度的升高,NO的排放量均升高,N_2O的排放量和燃料中N的转化率均降低;随着生物质掺混比的增大,NO的排放量和燃料中N的转化率降低,N_2O的排放量升高;NO,N_2O的排放量以及燃料中N的转化率均随过量氧气系数增大而升高。