基于O2/CO2气氛的煤粉燃烧性能研究

采用热重分析法研究富氧燃烧(O_2/CO_2)气氛、O_2体积分数和煤粉活性对褐煤、烟煤、无烟煤3种煤粉燃烧性能的影响,并进行分温度区间的燃烧反应动力学分析。结果表明:褐煤和无烟煤发生非均相着火,烟煤发生均相-非均相着火;相比空气气氛,O_2体积分数相同的O_2/CO_2气氛下煤粉的着火温度和燃尽温度升高,燃尽时间延长;在O_2/CO_2气氛下,当O_2体积分数增大时,煤粉着火温度和燃尽温度降低,燃尽时间缩短;相同气氛下,煤粉活性显著影响其着火和燃尽;根据综合燃烧特性指数判断,增大O_2体积分数显著改善了煤粉的燃尽特性;在低温区,煤粉燃烧属于0.3级反应,在高温区则为1～2.5级反应。     

O2/CO2气氛下煤粉锅炉的效率分析

建立了适用于O2/CO2气氛下煤粉锅炉的效率计算模型,并以300 MW煤粉锅炉为研究对象,分别计算了常规空气、φ（O2）∶φ（CO2）=30∶70、φ（O2）∶φ（CO2）=35∶65与φ（O2）∶φ（CO2）=40∶60气氛下煤粉锅炉的各项损失和锅炉效率,并与该锅炉在4种气氛下热效率的计算结果进行了分析比较.结果表明：O2/CO2燃烧技术可提高锅炉的热效率和效率;对锅炉的效率计算分析可以揭示其能量的质和量的利用程度与主要损失项;可为不同O2/CO2气氛下煤粉锅炉的优化设计与经济性评估提供参考.     

不同粒径煤粉在O2/CO2气氛下的燃烧特性

用TG研究了不同粒径煤粉在空气和O2/CO2气氛下的燃烧特性,对比分析了两种气氛下不同粒径对煤粉特征温度和特征指数的影响情况.结果表明,O2/CO2气氛下,粒径对煤粉燃烧的影响要大于空气气氛,且挥发分含量越高的煤种其影响越大.相比空气气氛,O2/CO2气氛下煤粉的燃烧特性随粒径变化会呈现较大的波动性,且随着煤种挥发分含量的增加,小粒径段煤粉的波动性增强.可以通过提高氧浓度来减少燃烧波动的影响.     

流化床O2/CO2燃烧(Ⅰ)-高氧浓度下的燃烧实验

为给大型循环流化床O2/CO2燃烧系统在高氧气浓度下的燃烧提供参考,在O2/N2气氛中,利用提升管直径100mm、高3 000 mm的循环流化床燃烧实验系统,研究了3个煤种在高氧气浓度下的燃烧特性和温度分布特性.实验结果表明,平均氧气浓度34.4％,或局部氧气浓度75.3％时均可以实现稳定、无过热燃烧.龙口煤的烟气中N...     

循环流化床O2／CO2燃烧技术的最新进展

对循环流化床O2/CO2燃烧技术的研究现状进行了总结,阐述了其燃烧特性和污染物排放特性,分析了O2/CO2燃烧对循环流化床锅炉设计的影响,并从技术经济角度衡量了其成本,分析了需要解决的关键问题.指出循环流化床O2/CO2燃烧技术在其发展过程中不存在难以逾越的技术瓶颈,与其它CO2减排技术相比具有一定的经济优势,是值得重点研究的一项洁净煤燃烧技术.     

O2/CO2气氛下煤粉燃烧反应动力学的试验研究

在热重分析仪上进行了模拟空气气氛及不同O2浓度(21%、30%、40%、80%)的O2/CO2气氛下3种不同品质煤粉(龙岩无烟煤、贵州烟煤、元宝山褐煤)的燃烧特性试验,确定了3种煤粉的燃烧特征参数并进行了动力学分析.结果表明,O2/CO2气氛下煤粉的燃烧分布曲线与O2/N2气氛下有明显不同,在相同O2浓度的条件下,O2/CO2气氛下煤粉燃烧速率低,燃尽时间长;随着O2浓度的增加,燃烧DTG曲线向低温区偏移,着火温度及燃尽温度降低,燃尽时间缩短,可燃性指数及燃尽指数明显提高;O2/CO2气氛下煤粉燃烧基本属于一级反应,动力学参数随燃烧气氛与煤质变化的不同有较大差异.     

O2/CO2气氛下煤粉的燃烧规律与动力学特性

在O2/N2及O2/CO2气氛下,利用热重法(TG)进行了3种煤粉的非等温燃烧试验.结果表明:在相同O2浓度下,不同气氛并未引起燃烧规律的变化,O2/CO2气氛可以取得O2/N2条件的燃烧效果;O2浓度在40%的范围内,随着O2浓度的提高,煤粉着火点和失重峰温度降低较为明显.此外,采用普适积分法对燃烧过程的动力学参数进行计算.结果表明:不同的反应区段存在不同的化学反应机理,但气氛的改变并未引起化学反应机理的变化,同一煤种活化能E在各个工况下的差异可由"动力学补偿效应"解释,且该计算函数适合研究已有条件下的化学反应机理.     

煤粉燃烧过程中铁矿物质迁移特性的研究进展

综述了国内外关于煤中含铁矿物质在煤粉燃烧过程中的行为及其在结渣过程中作用的的研究进展，着重对硫铁矿、菱角矿在燃烧过程中迁移特性及其炉内产物的研究结果进行了评述；阐明了燃烧过程中含铁矿物质的迁移特性与它们在煤中的存在形式与其它物质关联程度以及燃烧环境气氛密切相关，从而使灰渣呈现出不同的沉积和结渣趋势。     

O2/CO2混合富氧燃烧技术探讨

分离处置化石燃料燃烧产生CO2的技术被认为是近期内减缓CO2排放的较为可行的措施.在众多CO2分离回收技术中,O2/CO2混合富氧燃烧技术具有明显的优势和较强的应用前景.它不仅可以使CO2的回收和利用容易进行,还可以有效减少NOx和SO2的排放,同时能提高锅炉效率,是一项高效节能的燃烧方式.对O2/CO2混合富氧燃烧技...     

流化床O_2_CO_2燃烧_氧浓度对NO_x和N_2O的影响

循环流化床能实现高氧气浓度下的O2/CO2燃烧,进而减少燃烧室尺寸并降低再循环烟气量.本研究使用两种烟煤、一种褐煤,分别在15 kW循环流化床试验系统和0.15MW循环流化床试验系统上进行试验,研究了氧气浓度对NOx和N2O的影响.结果表明,3个煤种均在一次风氧气浓度44.3％ ～55.3％、二次风氧气浓度43.2％～ 60.2％下实现稳定燃烧.氧气浓度约50％燃烧时,煤中氮向NOx的转化率降低到空气气氛燃烧的19％ ～ 60％,煤中氮向N2O的转化率降低到空气气氛燃烧的20％ ～81％.     

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。     

O2/CO2粉煤燃烧技术的过程分析及烟气排放控制Q

目前减少CO2排放潜力较大、可行性较好的CCS、IGCC都离不开CO2的捕集技术。新型O2/CO2粉煤燃烧技术可以将排放烟气中的CO2浓度提高到95%,并使高温烟气回流,减少热量损失,同时又减少SO2、NOx等污染物的排放。与传统的O2/N2煤燃烧技术相比,O2/CO2粉煤燃烧技术增加了空气分离装置和烟气循环回流工艺。燃烧反应器中的主要反应包括有机物的燃烧反应、矿物质的氧化反应、脱硫剂的硫化反应等。高温烟气循环代替空气参与煤的燃烧反应能够减少能量损失,但减少的部分并不等于原有工艺排放的高温N2所带走的热损失,模型求解为Q=QA-QB。O2/CO2粉煤燃烧技术的主要优势体现在CO2高浓度捕集和液化储存环节,液化电耗约只有3%的下降,而传统技术液化电耗则可下降约27.8%左右,再加上减少的热损失,其经济性更加明显。O2/CO2粉煤燃烧技术可以对O2流量进行控制,使得不同质量的煤都得到充分燃烧。同时能够根据要求控制反应过程中排放的CO2、SO2、NOx中任意单个污染物的摩尔百分含量,通过求解目标函数f=f（XCO2,XSO2,XNOx,XCO,XH2O,…）,使其达到最优值。     

矿物质对煤粉热解的影响

本文通过不同显微组分富集样的热分析实验对矿物质对煤粉热解特性的影响进行了研究。结果显示，矿物质对煤粉的热解既有抑制作用，也有促进作用，取决于矿物质组成和显微组分组成。添加ＣａＯ和ＮａＣｌ实验结果表明，两者对热解的影响不一样，并与显微组分和其它矿物质含量有关。     

O2/H2O气氛下煤粉燃烧SO2生成特性

为了研究煤粉在O_2/H_2O气氛下SO_2的生成特性,选取3种特定含硫量和Ca/S摩尔比的煤粉,在沉降炉燃烧系统上对其在O_2/N_2、O_2/CO_2和O_2/H_2O 3种不同气氛下SO_2生成与煤灰自固硫特性进行研究。结果表明:神华煤SO_2排放质量浓度分别为120、125和129 mg/m~3、自固硫效率为26%、26.01%和25.29%,霍林河煤为153、145和160 mg/m~3以及35.65%、36.18%和35.43%,平顶山煤为1 007、1 071和1 064 mg/m~3以及18.54%、19.69%和19.6%,煤燃烧产生的SO_2以及煤灰的自固硫特性与燃烧气氛基本无关,与煤中硫的质量分数有关;含硫量越高的煤,SO_2排放越多;煤灰的自固硫作用并不随Ca/S摩尔比的增加而增加。     

粉煤流化床燃烧中N_2O的生成特性

粉煤流化床 (PC- FB)是一项燃烧效率高 ,同时实现炉内脱硫 ,低 NOx 和 N2 O排放的新型高效、清洁煤燃烧技术。在一座 0 .3MW的试验台上 ,研究了其 N2 O生成与分布特性 ,包括床层温度 Tb、流化速度 U0 、二次风率 R2 ,PC- FB流化床燃烧区 (FBCZ)出口氧浓度 O 2 、钙硫比 (Ca/S)对 FBCZ出口 N2 O浓度的影响 ;以及各层二次风份额(R2 i% )及悬浮空间燃烧区 (FCZ)的温度分布与炉内 N2 O浓度分布的关系。     

粉煤流化床燃烧中N2O的生成特性

粉煤流化床（ＰＣ－ＦＢ）是一项燃烧效率高,同时实现炉内脱硫,低ＮＯｘ和Ｎ２Ｏ排放的新型高效、清洁煤燃烧技术,在一座０．３ＭＷ的试验台上,研究了其Ｎ２Ｏ生成与分布特性,包括床层温度Ｔｂ、流化速度Ｕｏ、二次风率Ｒ２,ＰＣ－ＦＢ流化床燃烧区（ＦＢＣＺ）出口氧浓度Ｏ２、钙硫化（Ｃａ／Ｓ）对ＦＢＣＺ出口Ｎ２Ｏ浓度的影响;以及各层二次风份额（Ｒ２ｉ％）及悬浮空间燃烧区（ＦＣＺ）的温度分布与炉内Ｎ２Ｏ浓度分布的     

O_2_CO_2燃烧方式下燃煤Hg排放试验研究

采用沉降炉实验系统及燃煤烟气汞在线分析仪,试验研究了空气和O2/CO2气氛下,O2浓度、CaO和Fe2O3对煤样Hg排放的影响。从空气气氛切换至20%O2/CO2气氛时,褐煤烟气中气态单质汞(Hg0(g))浓度略降低,气态总汞(HgT(g))浓度略升高,烟煤则呈现相反趋势。O2/CO2气氛下,O2浓度为20%～25%时,烟煤的HgT(g)浓度变化不大,约19μg/m3;O2为30%时,HgT(g)浓度显著升高至23.2μg/m3;Hg0(g)浓度基本未受影响。CaO和Fe2O3可抑制Hg排放,且O2/CO2气氛下的效果优于空气气氛。CaO添加后可显著降低Hg0(g)浓度,同等O2浓度下,O2/CO2气氛更有利于HgT(g)的减排。Fe2O3加入后,HgT(g)浓度有所降低,O2浓度升高,Hg0(g)氧化随之增强。