燃煤机组掺烧市政生活污泥现场试验

焚烧处理是我国生活污泥主要处置方式,燃煤与污泥掺混燃烧是研究热点之一,但在小规模燃煤机组研究和应用较少,基于国内某电厂210 MW四角切圆燃煤机组,对8个工况分别开展掺烧生活污泥的现场试验。结果表明,随污泥掺烧比例增加,燃料水分、灰分和硫分含量逐渐增加,热值逐渐降低。对于固体产物,由于污泥中重金属含量高于燃煤,在掺混污泥燃烧后,飞灰、炉渣和脱硫石膏的重金属含量增加,存在二次污染风险。常规烟气污染物NO_x、SO₂和粉尘排放受掺烧污泥影响较小,现有烟气净化工艺可满足燃煤烟气的超低排放要求;掺烧污泥后重金属及其化合物等污染物浓度上升,最高提升了约3.6倍,满负荷工况下掺烧10%污泥时,二噁英平均质量浓度为0.021 ng/m³(以毒性当量浓度TEQ计),但仍满足相关排放要求;掺烧10%生活污泥时,炉膛平均温度仅下降15℃,热效率降幅低于0.5%,影响并不显著。     

污泥连续深度脱水与无害化处理实验

利用连续污泥深度脱水机开展了污泥连续深度脱水实验和锅炉掺烧实验,研究了污泥含水率的变化情况及在循环流化床锅炉中的燃烧情况。结果表明,连续污泥深度脱水机可将污泥含水率从90%降至60%,放置后可进一步降至54%;污泥按照原煤质量5%的比例进行掺混,能够在锅炉内稳定燃烧,实现了污泥无害化处理。     

固体回收燃料掺烧对污泥燃烧特性的影响

为了掌握固体回收燃料(Solid Recovered Fuel, SRF)掺烧对污泥焚烧处置的热反应特性及烟气环境特性的影响，通过使用德国耐驰公司生产的热综合分析仪、SEM、XRD和GA-21plus烟气分析仪着重解析了不同掺烧比例时SRF与污泥混燃过程的热重规律、综合燃尽特征指数、结渣特性和烟气中NO_x排放特性。结果表明：混烧过程存在明显的多峰失重现象，主要集中在192.3～645.3℃;SRF掺烧提高了燃料的失重速率，掺混比11%时，最大失重速率达0.14%/min,显著高于污泥单独焚烧的失重速率。随着SRF掺烧比提高，燃料的着火温度和燃尽温度降低，充分燃烧阶段向低温区域偏移。SRF掺混比为11%时，稳定燃烧性能指数和综合燃烧性能指数分别提升了1.38倍和1.17倍，改善了污泥单独焚烧时的着火特性。另外，SRF掺混后燃料灰熔融温度升高，灰分黏附程度降低，颗粒聚团强度降低，从而减弱了污泥单独焚烧时结渣情况，然而掺混燃烧导致烟气中NO_x排放量增加。     

来宾垃圾焚烧发电厂污泥处理与资源化的技术

本文研究SEVAR带式污泥干燥机,利用来宾垃圾焚烧发电厂烟气余热干化来宾市区污泥,并用于化后的污泥掺混电厂燃煤充当燃料入炉燃烧,利用干化污泥燃烧后释放热值,以节约燃料煤的用量。降低锅炉烟道尾气温度,使锅炉整个系统运营状况符合设计要求,延长尾气处理设备使用寿命,提高来宾垃圾焚烧发电厂运传综合效益。     

SNCR/烟气再循环协同脱硝技术研究

短期内煤炭作为我国主要能源的现状不会改变。由于煤燃烧会释放大量NO_x,造成严重的环境污染,因此煤炭燃烧过程中的NO_x控制至关重要。链条锅炉作为我国工业应用最为广泛的燃煤锅炉之一,是降低NO_x排放的重点对象,尤其在新实施的GB 13271—2014《锅炉大气污染物排放标准》中规定重点地区锅炉NO_x排放值不得高于200 mg/m~3后,链条炉低氮燃烧和NO_x脱除技术受到广泛关注。为降低链条锅炉NO_x排放,满足国家环保要求的同时,降低企业运行维护成本,提高企业经济效益,以西安高新区某供热站4×75 t/h链条锅炉为研究对象,进行烟气再循环与SNCR耦合低氮燃烧NO_x脱除技术改造研究。研究了SNCR与烟气再循环耦合低氮燃烧系统参数,如烟气再循环率,再循环烟气一、二次风室送入比例,氨氮摩尔比,锅炉负荷变化等脱硝系统参数对NO_x脱除效率及链条炉燃烧特性的影响,确定了烟气再循环与SNCR技术耦合脱硝的最佳运行参数,结果表明:SNCR耦合烟气再循环低氮燃烧技术能有效降低链条锅炉NO_x排放。烟气再循环率为16%～18%,再循环烟气一次风室送入比例为82%,氨氮摩尔比为0.78时,SNCR耦合烟气在循环脱硝系统可达最佳脱硝效率。此时SNCR耦合烟气再循环联合脱硝效率可达到56%,SNCR单独运行脱硝效率可达40%,NO_x实际排放可从250 mg/m~3降至110 mg/m~3,远高于国家NO_x排放标准。     

燃煤锅炉烟气脱汞技术

随着越来越多污泥掺烧项目的落地以及国家环保要求的日渐提升,烟气脱汞技术和工程建设的需求逐渐增加。本文概述了煤中汞的转化及燃煤和掺烧污泥锅炉烟气中汞的排放形式以及汞排放的煤燃烧前、燃烧中和燃烧后控制手段。通过分析可知:采用燃烧后控制手段实际操作性更好,其中活性炭吸附法是目前控制汞排放最经济、最有效的手段。廉价且不影响飞灰使用性能的吸附剂与脱硫、脱硝等集成的处理技术是未来烟气脱汞的发展方向。     

生物质—煤混合燃烧SO2排放特性研究

在自行研制的小型循环流化床试验台上,对生物质与褐煤混合燃烧烟气中SO2排放状况进行了研究。试验选取四种不同生物质(葵花秸秆、玉米秸秆、沙柳枝条、柳树枝条)与褐煤混合,在不同生物质种类、掺混比例和床温试验条件下测定了燃烧烟气中SO2析出状况;结果表明:掺混不同生物质,SO2析出程度存在明显差异;生物质掺混比例越高,SO2排放量越小;本文所选床温范围内,随着温度的升高,SO2排放量逐渐增大。     

两类锅炉中兰炭粉和生物质混燃特性数值模拟

清洁能源兰炭粉价格低且污染物排放量小,但其着火和燃尽困难。可再生能源生物质清洁低碳、易于获取且利于着火,但其能量密度低。二者混燃可有效改善兰炭粉的着火和燃烧特性,解决生物质能量密度低的问题,有利于提高燃料适用性。针对煤科院自主研发的水冷式和风冷式锅炉,研究了不同掺混比例对兰炭粉和生物质混燃特性的影响,分析了不同型式的锅炉中不同混燃特性产生的原因。采用数值模拟方法建立了三维等比例模型,综合考虑了湍流、传热、挥发分析出和燃烧、固定碳燃烧、颗粒流动等实际燃烧过程。模型计算结果与文献试验结果的相对误差不超过5%,从而验证了模型的准确性。分析对比了不同掺混比例下,两类锅炉燃烧器出口温度分布、燃烧区域温度分布、炉膛出口温度分布及氧含量分布等。结果表明:水冷式锅炉中,掺混比例为2/8时燃烧器出口平均温度和最高温度、燃烧区域平均温度以及炉膛出口平均温度均最高,炉膛出口平均氧含量为最低值6%,燃烧性能最好,4/6和10/0时最差。风冷式锅炉中,掺混比例为4/6时燃烧器出口平均温度和最高温度达到最高,氧含量最低,为4. 8%,因此燃烧性能最好,8/2和10/0时最差。随掺混比例增大,两类锅炉燃烧器内的着火位置逐渐向前锥推移并在前锥最前端出现最高温度;水冷式锅炉着火位置偏向前锥时对炉膛内燃烧性能下降的影响较大。两类锅炉相比,风冷式锅炉的各温度参数明显较高,氧含量较低;水冷式锅炉在最佳工况2/8时,除燃烧区域最高温度外,各温度参数均低于风冷式,氧含量高1%,燃烧性能低于风冷式锅炉;风冷式锅炉处于最差工况8/2时,温度比水冷式锅炉高300～700K,氧含量是其1/2,故燃烧性能高于水冷式锅炉;在相同掺混比例下,风冷式锅炉燃烧性能明显优于水冷式锅炉。     

1.5 MW循环流化床锅炉内煤与垃圾混烧的烟气特性

通过对1.5 MW循环流化床锅炉内煤与垃圾混烧产生的烟气中的CO、HCl、SO₂、NO_x、H₂O、二噁英等成分进行在线监测,发现原煤燃烧排放的CO浓度要高于添加垃圾后排放的CO浓度,随垃圾加入比例的增大,不完全燃烧份额增加,相应的CO排放值逐渐提高。由于原煤含硫量远高于垃圾含硫量,因此随着垃圾加入比例的增大,烟气中的SO₂浓度有所降低。烟气中HCl浓度随着垃圾加入比例的增大几乎呈直线增加。而烟气中NO_x浓度则呈现出含量下降的趋势,这证明循环流化床锅炉可以抑制NO_x总量的生成,但N₂O的排放浓度会有所增加。此外,随着垃圾加入比例的增大,烟气中的H₂O和二噁英含量也有所增加,成为该工艺实际应用过程中需要考虑的问题。     

石化污泥与煤流化床混烧污染物排放特性

在一座热态循环流化床燃烧试验装置上对石化污泥与煤进行混烧试验,通过对焚烧过程中烟气成分进行分析,着重考察了质量掺混比、二次风率、过剩空气系数和床温对SO₂、NO_x和多环芳烃排放浓度的影响。试验结果表明,随着质量掺混比的增大,SO₂和NO_x的排放浓度下降,而多环芳烃排放浓度呈上升趋势。随着二次风率的增加,SO₂的排放浓度上升,而NO_x的排放浓度呈下降趋势。随着过剩空气系数的增加,SO₂的排放浓度下降,NO_x的排放浓度呈上升态势。随着床温或者过剩空气系数的增加,烟气中多环芳烃排放浓度均呈先下降后上升趋势。综合考虑稳定燃烧和降低污染物排放等因素,得出一系列最佳燃烧参数。燃烧温度应该控制在850～860℃,过剩空气系数应该控制在1.35左右,二次风率应该控制在40%左右,质量掺混比应该控制在30%左右。在本次试验范围内,各工况SO₂、NO_x和多环芳烃的排放浓度均满足国家排放标准。     

含油污泥在煤粉锅炉雾化喷燃的研究分析

为了高效低成本处理含油污泥,提出了含油污泥在煤粉锅炉雾化喷燃的工艺。重点介绍了采用雾化喷燃含油污泥的过程,揭示了含水率对于污泥特性影响,探讨了在不同含油污泥与煤混烧比条件下,锅炉效率和污染物排放的变化规律。结果发现污泥含水率越低,炉膛里面的能量损失越小。含水率为90%时,具有较优流动特性。掺烧污泥对燃煤锅炉效率影响较小,在最大污泥掺烧比条件下混合燃烧效率比煤粉单独燃烧时锅炉效率仅减小0.17%。掺烧处理每吨污泥耗煤0.14t。分析表明:处理某大型化工厂的3万t/a污泥的运行费用折合标准煤为4 248t。因此,污掺烧具有较好的环保经济效益。     

循环流化床条件下贫煤掺烧高水分污泥的燃烧特性试验研究

笔者着重对污泥泵送系统的设计、掺烧条件下燃烧特性、煤和污泥掺烧比例的确定以及掺烧条件下成灰特性、SO2,NOx排放特性等进行分析探讨。试验研究结果对于实际工程CFB锅炉的设计选型、污泥的掺烧方式、最佳掺烧比例的确定等具有重要设计参考价值。同时,CFB掺烧高水分污泥燃烧技术对于CFB锅炉应用领域的拓宽具有重要的环保和市场应用价值。     

安徽临涣矿区烟煤与生活污泥共燃的燃烧特性与动力学特征

以安徽淮北临涣工业园燃煤电厂煤样品和生活污水处理厂污泥样品为研究对象,采用热重分析法(TGA)对不同混合质量比条件下的煤与污泥进行了共燃实验,同时通过五种反应动力学模型研究了不同燃烧阶段煤、污泥样品共燃的动力学特征,揭示了煤和污泥的燃烧特性。研究结果表明,煤在529℃出现一个失重峰,污泥分别在140, 293和430℃出现三个失重峰,表明污泥的燃烧过程分为三个失重阶段,而煤只有一个失重阶段。煤的可燃性指数与综合燃烧特性指数为11.36×10–6 mg/(K–2•min), 47.16×10–10 K–3•min–2,与煤相比,污泥的可燃性指数与综合燃烧特性指数较低,分别为10.74×10–6 mg/(K–2•min), 13.04×10–10 K–3•min–2。在煤中添加污泥可以提高反应的燃烧特性,混合质量比以90(煤):10(污泥)为宜。随升温速率升高,煤与污泥的失重减少,燃烧失重速率增加,DTG曲线向高温区移动,产生热滞后现象。在固定碳燃尽阶段,混合燃料的活化能均位于两种原料之间,并且随污泥添加量增加而降低,表明污泥的添加有效提高了煤的反应活性并促进其燃烧过程。     

浅析燃煤蒸汽锅炉喷燃器节能技术改造

动力锅炉经常处于煤、气混烧运行状态。煤粉燃烧器在长期掺烧高热值炼厂干气后,煤粉燃烧恶化,燃烧效率降低,锅炉运行工况调节困难,甚至使燃烧器严重损坏,严重危及锅炉的正常安全稳定运行。本文针对锅炉燃烧器实际运行中存在的问题进行了深入的分析,提出了1套切实可行的改造方案,并详细介绍了喷燃器的改造方案及实施情况。改造后较好地解决了锅炉结焦问题,提高了锅炉运行负荷,避免了锅炉掉焦灭火,延长了锅炉连续运行周期。     

Thermogravimetric study for the co-combustion of coal and dried sewage sludge

The co-combustion of dried sewage sludge with coal is a promising method to dispose of and treat sewage sludge waste. Because sewage sludge has a different elemental composition than coal, the co-combustion of sewage sludge with coal may have different combustion characteristics than the single combustion of coal. In this study, the co-combustion of dried sewage sludge with coal was tested varying heating rates and mixing ratios of the dried sewage sludge. The results were analyzed using thermogravimetric (TG) and derivative thermogravimetric (DTG) curves and modeled using Ozawa-Flynn-Wall and Vyazovkin models. The mixed samples of coal and dried sewage sludge showed similar TG curves to the coal sample. The co-combustion showed activation energies close to that of the single coal combustion. This suggests that the co-combustion of coal and dried sewage sludge has similar combustion behavior to the single combustion of coal for mixing percentages of dried sewage sludge up to 20%.     

中国水煤浆制备技术的发展

为了应对中国易成浆煤种(炼焦煤)储量少的现状,以神华煤等为研究对象,对其制浆工艺进行了研究。神华煤符合水煤浆对煤质的要求,但属低变质且难制浆煤种。从级配理论入手,开发出新的制浆工艺及配套专用设备和添加剂,可以利用神华煤制取高浓度水煤浆。在此基础上,利用城市污泥和造纸黑液制备生物质煤浆,提高了水煤浆的分散性,同时在工业性锅炉中的燃烧表明:负荷可在45%～100%下连续调节,燃烧效率高达98.66%。此外,分级研磨级配制浆工艺可以使水煤浆质量分数提高3%～5%,系统产能提高30%以上。     

沸腾床锅炉改燃造气吹风气之设想

提出把以粉煤和造气炉渣为燃料的蒸汽能力为35t/h的沸腾床锅炉,改造为燃用造气吹风气的燃气锅炉的设想。通过对造气吹风气作为主燃料的可行性分析,提出了改造沸腾床锅炉的基本思路和7项改造方案,对改造新增设备费用进行了估算。     

流化床内煤着火特性实验研究

为了对当前大量应用的带有床下启动燃烧器 CFB锅炉的启动运行提供指导 ,以及为从事循环流化床技术和煤燃烧理论研究提供参考 ,在电加热的小型流化床燃烧系统上 ,采用热烟气炉下点火的方式来研究煤粒在流化床内的燃烧特性 .测定了福建龙岩无烟煤的着火特性 ,分析了粒径、床温对着火点的影响 .并提出了煤颗粒在流化床内着火点测定的实验规范 .     

干燥机用发电厂锅炉尾气余热对城市污泥干化处理的应用

采用干燥机设备嵌入到发电厂锅炉烟道尾气处置系统,利用发电厂锅炉烟道尾气余热,对城市污泥进行干化脱水,干化脱水后的污泥与煤按10∶3的比例混合后,一同进入发电厂锅炉焚烧发电。同时,对污泥无害化处理和资源化再利用,实现对生态环境的保护。