煤粉燃烧污染物排放特性的试验研究

由煤燃烧产生的NOx、SOx引起的污染受到世界各国的重视,降低污染物排放成为燃烧研究的重要课题.选择了某电厂常用的4种褐煤和3种烟煤,研究了单煤及其混煤的污染物排放特性.结果表明:氧浓度增加时,或煤粉较细时,NOx的排放增加;而水分能降低NOx的排放;SOx的排放规律不明显.     

松油掺混燃料的喷雾及燃烧排放特性试验

为探究松油作为柴油机替代燃料的可行性,在定容弹中结合高速摄影技术对松油掺混比例为20%,、40%,和50%,的柴油/松油混合燃料在不同喷射压力及背压下的宏观喷雾特性进行可视化研究;同时基于一台4缸涡轮增压柴油机,研究掺混燃料在不同负荷下的燃烧和排放特性.结果表明:随喷射压力及背压的改变,4种燃料喷雾特性的变化规律一致;相同条件下松油掺混燃料的喷雾锥角、贯穿距及油束面积均比柴油大,且松油掺混比越大,雾化效果越好.在试验负荷范围内,松油掺混燃料的有效燃油消耗率、最大压力升高率比柴油略大;在全负荷工况下50%,掺混燃料的转矩较柴油仅降低2%,表明松油可提供与柴油相当的动力输出.掺混燃料在低负荷时的NO_x、CO和THC排放均高于柴油,中、高负荷时掺混燃料的CO及THC排放低于柴油,NO_x排放与柴油差别不大;通过增加松油掺混比例可以大幅降低碳烟的排放.     

生物原油燃烧及气态污染物排放特性

以生物原油为研究对象,进行生物原油直接燃烧试验,研究了其燃烧及气态污染物排放特性。试验结果表明:预热生物原油、预混燃烧和外加点火源预热炉膛可以实现生物原油顺利点火并稳定燃烧。在相同含氧量下,生物原油的燃烧温度,SO_2、NO_x和CO浓度均低于0号柴油。生物原油燃烧产生的SO_2浓度在70mg/Nm~3以下,且随着烟气中含氧量的增加而减少;NO_x浓度在250mg/Nm~3以下,且随着含氧量的增加而增加;当含氧量超过7%时,CO浓度约为200mg/Nm~3。生物原油稳定燃烧火焰长度较短,燃烧初期呈淡绿色火焰。     

切向燃烧煤粉锅炉燃烧和污染物排放的数值模拟

借助FLUENT CFD软件平台，对1台20MW切向燃烧锅炉炉内燃烧流动进行了三维数值模拟。计算了炉内流场、温度场、组分场，还对炉内污染物NO排放规律进行了计算。计算结果显示，整个炉膛空间存在旋转流场，直到炉膛出口还有旋转残余。炉内的温度场的最高温度出现在燃烧器区域，各组分浓度场与温度场都有很大关系，NO的生成主要是在燃烧过程中，沿炉膛高度浓度逐渐减小，与炉膛中氧气组分的浓度也有一定的对应关系。计算结果为工业运行、设计和改造提供了参考。图11参1表6     

煤粉与生活垃圾共燃污染物排放特性实验研究

垃圾焚烧技术是当前垃圾减量化、无害化、资源化的主流技术,而利用煤粉锅炉处置生活垃圾有利于解决选址困难的问题,发挥存量煤粉锅炉的烟气净化优势。叙述了煤粉与生活垃圾共燃实验开展情况,介绍了共燃条件下污染物排放实验结果,实验表明煤粉共燃生活垃圾的污染物排放是可控的。     

生物质颗粒燃料燃烧污染物排放特性

为研究生物质颗粒燃料燃烧时气态污染物(CO,CO_2,NO_2,SO_2)和颗粒物排放情况,选用一种小型民用炉,基于自行搭建的生物质燃烧试验平台,采用TESTO便携式烟气分析仪,低压电子冲击仪等设备,对锅炉进行了瞬时输出功率的测定,并对生物质颗粒燃料在不同质量和不同过量空气系数下的气态污染物和颗粒物排放特性进行了研究。试验结果表明:CO的浓度变化与瞬时输出功率变化存在负相关关系,CO_2,NO_x和SO_2的浓度变化与瞬时输出功率变化存在正相关关系;增大生物质颗粒燃料的质量,控制较小的过量空气系数有利于降低气态污染物和颗粒物浓度,尤其是积聚模态的颗粒物的数量浓度和质量浓度。     

富氧气氛下煤粉燃烧产生污染物排放研究进展

富氧燃烧被认为是一种具有发展潜力的碳减排技术,是目前国内外研究的主要碳减排技术之一。燃煤燃烧引起的污染物排放一直是当前研究的热点问题,针对富氧燃烧方式,概述了当前富氧燃烧技术中燃煤烟气的污染物,如硫氧化物、氮氧化物、粉尘和重金属汞等的排放特性。在富氧燃烧方式下,硫氧化物、氮氧化物和烟尘的排放量会减少,而重金属汞的排放量会增加。     

烟煤与石油焦掺混燃烧特性研究

以小型试验台上煤焦混粉燃烧试验为基础,对烟煤与石油焦的燃烧特性,混合粉的着火性能,燃烧特性,以及煤粉细度,配风条件和热负荷强度对燃烧过程的影响进行了分析研究。     

循环流化床低热值煤—高热值煤粉动态复合燃烧污染物排放特性

为研究循环流化床(CFB)锅炉复合燃烧模式下的负荷动态变化特性及污染物排放特性,以240 t/h循环流化床锅炉为研究对象,开展了低热值煤—高热值煤粉动态复合燃烧试验,在锅炉给煤口处和二次风口处设置煤粉给入点,分析不同的给煤粉位置、煤粉热值和煤粉与原煤阶跃热量比值对于CO、NO_x和SO_2排放浓度的影响。研究表明,在二次风口处给入煤粉时CO排放浓度较低,NO_x、SO_2排放浓度较高;煤粉热值增加时,两种煤粉送入方式下,CO排放浓度降低,NO_x和SO_2排放浓度有所升高;煤粉与原煤阶跃热量比例增加时,CO排放浓度降低,NO_x、SO_2排放浓度也有所升高。     

石油焦燃烧特性和污染物排放浓度试验研究

石油焦是炼油厂延迟焦化装置的副产品，可作为循环流化床的燃料。石油焦成人与特性和煤有很大不同，它的燃烧特性和污染物的排放浓度亦与煤有很大区别。本文试验研究了石油焦的燃烧特性和污染物的生成特性。这些研究结果对石油焦循环流化床锅炉设计有指导作用。     

高硫石油焦燃烧污染物排放特性的试验研究

文中通过在一热试验台上进行的高硫石油焦燃烧脱硫试验,讨论了燃烧温度、钙硫比和过量氧量等因素对SO2和NOx排放的影响,为工业应用高硫石油焦提供了理论和实践依据。     

掺混比对半焦与烟煤混合燃烧及NO_x排放特性影响的试验研究

在350 kW中试煤粉锅炉上研究了热解半焦掺混比对神华烟煤与神木半焦混合燃烧时着火特性、燃尽特性以及NO_x排放特性的影响,测量了不同轴向位置处炉膛温度以及O_2体积分数、CO体积分数和NO_x质量浓度等参数。结果表明:随着掺混比的增大,着火性能变差,着火距离增加且着火温度升高,主燃烧区出口NO_x质量浓度逐渐增大;采用EGA气体释放法分析燃料着火点时,CO释放法对掺混比为60%和100%的燃料适合,NO_x释放法在分析高挥发分烟煤的着火时效果更好;纯半焦燃烧时燃尽率最低,掺混高挥发分烟煤对整体燃尽有较大改善。     

工业污泥掺混煤的燃烧与排放性能研究

利用热重分析仪,在空气氛围下对工业污泥、煤及两者的掺混物进行了热重实验,得到掺混物的TG和DTG曲线以及表征燃烧特性的着火温度、燃尽温度、最大燃烧速率、可燃性指数和综合燃烧特性指数等。通过稳态模拟软件Aspen plus建立了污泥和煤的掺混燃烧模型,研究过量空气系数对掺混燃烧性能的影响。结果表明:①掺混比为5∶5,6∶4,7∶3时,混合物的燃烧范围最大,而掺混比为5∶5时混合物的可燃性最好,燃烧速度快,燃尽时间也较短;②过量的空气能增加湍流度,提高燃烧效率,但会降低炉内温度,增加SO3的生成。对于质量比为5∶5的混合物,过量空气系数应控制在1.6左右。     

半焦掺混煤粉MILD燃烧的数值模拟及分析

研究了MILD燃烧方式下半焦(其挥发分小于4%,)掺混煤粉燃烧的着火、燃烧和燃尽特性.首先通过与国际火焰研究基金会(IFRF)的煤粉MILD燃烧实验数据对比,验证数值模拟方法的可行性.然后保持炉膛热功率和当量比不变,将半焦的掺混比例由0逐渐提高到40%,.研究发现,在MILD燃烧方式下,半焦掺混比例由0改变至40%,对炉内速度、温度、O_2浓度场和NO_x排放影响不明显,而对半焦燃尽率有显著影响.炉内反应氛围保持了MILD燃烧的优势,即温度峰值低且温度分布均匀,热力型和燃料型NO生成被抑制.在燃尽率方面,半焦掺混比例低于30%,时,燃料总体燃尽率始终高于90%,.减少半焦粒径或提高一次风温均可进一步提升燃尽率.     

油页岩掺混煤的燃烧性能与排放性能

对油页岩和煤进行了元素分析和工业分析,并利用热重-红外联用仪对油页岩与煤不同比例的掺混物进行了燃烧性能实验和排放性能实验.结果表明:油页岩燃烧非常剧烈,并具有集中析出的特性;在油页岩中掺混一定比例的煤有助于油页岩的平稳燃烧和充分燃烧,并降低其固定碳燃烧阶段的活化能,其燃烧过程排放的CO、CO2会增加,NOx和SO2排放变化不明显.     

不同燃烧条件下煤粉锅炉NOx排放特性的试验研究

以1台670 t/h煤粉锅炉为对象进行了热态试验,研究了煤粉锅炉在不同燃烧条件下NOx 的排放特性.采用在线烟气分析仪对烟气成分进行分析,并通过化学分析获得了飞灰中的可燃物含量.改变二次风配风方式、炉膛出口氧量、周界风风门开度以及磨煤机组合方式等影响因素,对锅炉热效率、飞灰可燃物以及NOx排放浓度进行测量和分析,获得了可减少NOx排放并保持较高燃烧效率的合理燃烧方式:采用均等配风,炉膛出口氧量为2.25%左右,周界风风门开度为15%,采用ABC层的磨煤机组合方式.     

PODE掺混和喷油参数对柴油机燃烧排放特性影响

在一台增压4缸直喷柴油机上开展了不同聚甲基二甲醚(PODE)掺混比例和喷油参数对柴油机燃烧和排放特性影响的试验.测试燃料包括纯柴油(PD0)、两种柴油/PODE混合燃料分别为PD20(PODE体积分数为20%)和PD30(PODE体积分数为30%).结果表明:随着喷油时刻的推迟,3种燃料缸内压力峰值降低,放热率峰值增加,燃油消耗率增加,热效率下降,CO和HC排放增加,NOx排放减小,颗粒物质量浓度降低,数量浓度先降低后升高;随喷油压力的增加,3种燃料缸内压力和放热率峰值增加,CO和HC排放减小,NOx排放增加,颗粒物数浓度和质量浓度下降.喷油时刻推迟和喷油压力增加都会使PD0的烟度排放明显减少,但对PD20和PD30的烟度排放影响比较小.随着PODE比例增加,热效率提高,但燃油消耗率上升,CO、HC和烟度排放下降,NOx排放小幅增加,颗粒物数浓度和质量浓度显著降低.     

废液焚烧炉内燃烧过程及污染物排放特性数值模拟

应用FLUENT软件对某炼化企业处理量为10t?h–1的废液焚烧炉燃烧过程进行三维数值模拟,获得了焚烧炉炉膛内流场、温度场、各组分浓度分布、污染物生成及火焰形状等信息,揭示了炉膛内燃烧、流动以及传热与传质的特点。模拟不同过量空气系数下工业有机废液在炉内燃烧情况,结果表明：随着过量空气系数（EA）的增加,炉膛内温度峰值逐渐减小,炉膛温度分布更加均匀,燃烧区域增大,炉膛出口截面平均NOx浓度逐渐升高;在EA=1.25的情况下,炉膛出口排烟温度合理,氮氧化物排放浓度较低;模拟结果与试验数据吻合,验证了模型的可靠性,为优化设计操作工况及污染物的控制提供可靠依据。     

污泥掺混煤粉燃烧过程的数值模拟模型适应性研究

针对某300 MW四角切圆锅炉煤粉掺烧污泥运行情况,采用FLUENT软件,基于单混合分数和双混合分数PDF模型,对锅炉炉膛内的烟气流动、燃烧过程和污染物NO〖HT5”〗x排放进行数值模拟。结果表明：与单混合分数相比,双混合分数PDF模型能更好地模拟污泥的高挥发分和水分对燃烧的影响,出口烟气误差在4%以内,更加符合炉内实际燃烧过程;随着污泥掺混比例的增加,污泥中水分蒸发吸热造成炉膛内的整体燃烧温度下降;当污泥含水量为40%时,掺混比例在6%以内对锅炉的燃烧情况影响不大,在技术上是可行的;由于污泥的含氮量显著高于煤粉,对于含水量为40%的污泥,随着掺混比例的增加,NO〖HT5”〗x排放量增加;含水量为80%污泥掺混煤粉后,随着掺混比例的增加,NO〖HT5”〗x排放由于燃烧温度急剧降低而减少。