管式加热炉烟气回流掺氧富氧燃烧技术研究

为实现加热炉节能增效,研究了烟气回流掺氧助燃技术对2#管式加热炉燃烧特性的影响。采用烟气回流掺氧助燃技术,可提高加热炉燃气理论燃烧温度、降低NO排放浓度、减少排烟热损失、提高加热炉热效率。在富氧空气预热温度为155℃、排烟温度为120℃的条件下,烟气回流掺氧助燃技术可使2#管式加热炉热效率提高2.09%～4.09%。当掺氧浓度为24%、排烟体积回流比为32.57%时,燃气理论燃烧温度下NO生成速率为1.26 mg·(m~3·s)~(-1),排烟热损失减少1 583.70 kJ/(1 Nm~3燃气),2#管式加热炉热效率提高3.48%。     

加热炉多变量热效率优化控制

以输油管道加热炉为对象，研究开发一个多变量燃烧热效率优化控制策略。该控制策略，按最佳效率原则采用寻最优控制地气系数。并采用最佳区约束投及燃烧空气量的动态前馈补偿控制使加热炉燃烧系统克服各干扰的影响长期处于高效状态。该系统具有无需过程的动态数学模型和氧化锆在线分析仪的特点。现场实施后，使加热炉的热效率提高了２％以上。     

低NOx工业燃气燃烧技术研究进展

随着环保政策对工业炉NOx排放的限制越来越严格,需要开发新型低NOx燃烧器,以对现有加热炉进行改造。本文介绍了燃气燃烧过程中NOx的形成机理,综述了燃料分级（再燃）燃烧、旋流燃烧、脉动供燃料燃烧、富氧燃烧以及温和与深度低氧稀释（MILD）燃烧等几种新型低NOx燃烧技术。结合石化管式加热炉结构和管内流体的特点指出：在不对现有炉子整体结构做改造的情况下通过设计新型结构的燃料分级燃烧器能够减少加热炉NOx的排放;旋流技术能够强化反应物的混合与燃烧过程,然而其对NOx生成量的影响尚需进一步研究;MILD燃烧技术在体积热强度高的加热炉上较容易实现。多种低NOx燃烧技术组合使用会取得比单一措施更好的效果。     

煤炭高温贫氧燃烧一体化系统的探讨

据调研,各耗能系统的加热炉目前使用的燃料多为天然气和原油,本课题探讨面向煤炭高温气化——高温贫氧燃烧一体化系统的研究.该系统用煤炭高温气化产生的混合煤气为燃料,采用高温贫氧燃烧技术并结合蓄热技术充分吸收烟气余热来保证系统效率.高温贫氧燃烧方式的工业炉窑与采用传统燃烧方式相比,单位燃耗可降低40％,节约了能源,相应地降低了CO2的排放.以混合煤气为替代燃料,实现加热炉系统的节能降耗目的.     

石化工业炉燃烧控制的优化方案

文章以炼油加热炉、化工加热炉、大调解比焚烧炉三种典型工业炉的燃烧控制方案进行对比,提出工业炉的燃烧控制应根据不同的工况和设备选择合理的控制方案,以达到节能环保的目的。     

浅谈中储式煤粉锅炉燃烧系统的自寻优控制

中储式煤粉锅炉的燃烧过程具有多变量、强耦合、大惯性、纯滞后、多干扰的特性,常规PID算法很难满足燃烧控制的需要。利用现有DCS系统的可扩展性,采用先进控制算法与常规控制算法相结合的控制策略对系统进行优化改造,以锅炉效率为目标函数,采用进退法自寻优算法寻找锅炉最佳烟气含氧量设定值,从而实现煤粉锅炉的经济燃烧,取得一定的经济效益和社会效益。     

煤粉无焰富氧燃烧的数值模拟方法进展

无焰富氧燃烧是煤粉清洁燃烧技术的前沿发展方向之一,可在捕集高浓度CO₂的同时显著降低NOx排放,并提升富氧燃烧稳定性和热力性能。计算流体力学(CFD)作为燃烧研究的重要手段之一,具有快捷、成本低和数据丰富等优点,有效促进了无焰富氧燃烧技术发展。基于笔者团队对煤粉富氧燃烧和无焰燃烧的多年研究积累,对近十几年来煤粉无焰富氧燃烧CFD模拟方法和模拟研究进展进行了总结:首先强调了煤粉无焰燃烧的试验和数学定义,其由于存在非均相反应而区别于气体燃料无焰燃烧;然后详述了煤粉无焰富氧燃烧CFD模拟方法进展,包括模拟流动、传热、燃烧和污染物生成方面的子模型和机理,其中考虑强烈烟气卷吸的可实现k-ε湍流模型、P1或DO辐射模型及针对富氧气氛修正的WSGG气体辐射模型、CPD挥发分析出模型、考虑湍流与化学反应交互的有限速率EDC均相燃烧模型、针对无焰及富氧燃烧开发验证的均相反应机理、考虑气化反应的多步表面焦炭非均相燃尽模型、含氮化学详细反应机理氮转化模拟、动态自适应反应机理加速算法等可显著提高煤粉无焰富氧燃烧的模拟精度和计算效率。总结了煤粉无焰富氧燃烧在基准对照试验、微观反应区域分析、宏观反应特征、污染物生成及大型化锅炉概念设计方面的模拟研究情况;最后以大涡模拟、燃烧模型、高精度反应机理及动态自适应反应机理、工业应用优化等角度展望了煤粉无焰富氧燃烧CFD研究的发展方向。     

载热体加热炉燃烧过程的研究

分析了燃煤和燃油载体加热炉的燃烧过程，并对燃煤载体加热炉中的手烧炉排、链条炉排和往复炉排上的燃烧过程进行了研究。     

高温低氧燃烧技术探讨

利用高温预热空气和烟气强制循环，降低燃烧空气中氧浓度，可得到与传统火焰完全不同的火焰类型。把高温低氧空气燃烧技术移植到炼厂管式加热炉的设计上，以达到节能、降耗、节省管材的目的。使加热炉完成一次节能，减少污染物排放和缩小炉子尺寸的一个革命性变革。     

固体燃料流化床富氧燃烧的研究动态与进展

二氧化碳捕集与利用是全球学术界和工业界关注的热点,也是燃烧科学技术领域的前沿和难点。固体燃料的流化床富氧燃烧耦合了流化床燃烧和富氧燃烧的诸多优点,是最具工业应用前景的燃烧中碳捕集技术之一。为更全面把握该领域最新动态,对近年来流化床富氧燃烧的研究进行了系统梳理,在简述富氧燃烧基本技术原理基础上,分析了国内外的研究动态,总结了主要研究进展,包括单一燃料流化床富氧燃烧、混合燃料流化床富氧燃烧、加压流化床富氧燃烧和新型流化床富氧燃烧,并探讨了固体燃料流化床富氧燃烧技术将来发展趋势和研究重点。     

氧浓度对硝化纤维素燃烧特性的影响

为了探讨氧浓度对硝化纤维素材料燃烧特性的影响,采用自行设计的小尺度燃烧室,通N_2稀释降低燃烧室内的氧浓度,电加热方式点燃尺寸为200×10×0.7 mm的硝化纤维素样条,并通过相机记录燃烧图像、热电偶测温、电子天平测质量和烟气分析仪测CO浓度四种方法研究了常压下水平放置、竖直放置和不同点火位置时,硝化纤维素燃烧的火焰形态、火蔓延速度、质量燃烧速率及燃烧释放出的CO浓度峰值随氧浓度降低的变化情况。结果表明:硝化纤维素燃烧特性受氧浓度影响显著,而且氧浓度对其燃烧特性影响还与放置位置和点火位置有关。     

天然气富氧燃烧特性分析

随着全球各个国家对能源需求的不断增长和对环境保护意识的逐渐增加,我国以煤炭为主要消耗能源的现状已不符合可持续发展的理念。现阶段我国正在对清洁能源天然气大力推行,使得天然气在我国能源消耗中占比越来越大。如何提高能源燃烧效率的同时使污染物的排放得到减少,已成为了目前全球各个国家迫切需要解决的问题之一。富氧燃烧一种是利用助燃气体以高于空气中的氧气浓度进行燃烧的技术。能降低燃料的燃点,加快火焰的燃烧速度,燃烧过程中烟气含量减少,传热能力增强,从而大幅度提高燃烧效率,节约能源。但是在富氧燃烧过程中,必定产生比空气燃烧高得多的高温。这些高温会使空气中以及燃料中的N_2反应生成污染物NO_x,如何减少NO_x的生成量,就是富氧燃烧目前需要解决的问题。在建立好燃烧器,并完成网格划分之后,进行了富氧燃烧的模拟分析,从而得到了天然气在不同条件下的燃烧特性。并且分别研究了当助燃气体氧气氮气比例不同以及氧气和二氧化碳配比不同的NO的生成量,从而得到富氧燃烧时,减少NO_x生成量的最佳燃烧条件。     

基于辊道窑富氧燃烧计算与分析

以180m玻化砖辊道窑为富氧燃烧计算分析对象,在正常助燃空气燃烧计算基础上,分别进行富氧体积分数为25%,29%,33%,37%的富氧燃烧计算,得出该窑炉节能效果显著的是在氧体积分数为29%左右,设计计算结果分析有益于在当前社会节能减排的背景下在陶瓷行业推广富氧助燃技术,该技术具有明显的节能和环保效益.     

天然气富氧燃烧特性及污染物生成研究

面对CO_2减排的迫切需要和新能源収展受限的挑战,集于节能减排于一体的富氧燃烧技术应运而生。该前沿技术可通过对温室气体迚行系统控制,从而创造低碳环保及增产创收的双赢的局面。利用FLUENT软件对O_2/CO_2氛围下天然气富氧燃烧迚行数值模拟,在最优氧气浓度30%,助燃气体温度为300K的条件下,选取不同的O_2/CO_2配比,即设置CO_2的浓度分别为5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%,对比分析这八组实验的燃烧温度分布特性、组分浓度分布特性、出口平均速度分布特性、污染物NOx的排放水平,从而确定不同的燃烧条件对燃烧特性的影响规律,找出最佳O_2/CO_2配比浓度范围,幵对结果迚行拟合总结分析,最终得到天然气最佳的燃烧条件,使天然气燃烧效率最高,达到减少污染物的排放、节约能源目的。     

煤化学链燃烧载氧体研究进展

煤的化学链燃烧是清洁煤燃烧的重要技术之一。化学链中载氧体的使用可以避免煤和空气直接接触,从而避免氮氧化物等污染物的产生并提高能量转化效率。一般来说,煤的化学链燃烧有2种反应途径:煤气化化学链燃烧和氧解耦化学链燃烧;不同反应途径将极大影响载氧体组分以及结构设计。详细论述了2015-2020年煤化学链燃烧中固态金属载氧体的研究进展,包括铁基、锰基、铜基、镍基、硫酸钙以及其他复合金属载氧体。总结了不同金属载氧体的优缺点、反应路径、气-固和固-固反应机理、金属与载体的相互作用以及载氧体失活原理。铁基载氧体被广泛应用于气化化学链燃烧中,但单一铁基载氧体的反应速率较低。适量添加碱金属或碱土金属可以提升载氧体的反应活性。锰基载氧体在化学链燃烧中具有两面性:一方面可以在高温缺氧气氛中释放气态氧,另一方面也可以与还原性气体发生气-固反应。通过使用惰性载体以及碱金属添加剂可以提高锰基载氧体的机械强度和氧解耦能力。含铜载氧体具有出色的氧解耦能力和反应活性而被广泛关注,然而铜及其氧化物低熔点所带来的金属聚集导致载氧体的失活问题亟需克服。研究发现使用铁、锰和铜矿石制得的载氧体具有良好的反应性能。硫酸钙载氧体具有较好的反应活性,但煤的化学链燃烧时潜在的二氧化硫和硫化氢副产物需要引起重视。镍基载氧体虽然在煤的化学链燃烧中反应性能较好,但硫毒化、成本较高和环保性能不佳等缺点导致近年来镍基载氧体的研究较少。新型双金属或多金属载氧体可以同时结合2种金属的反应特性,从而显著提高载氧体的整体反应活性。基于载氧体的研究现状,对未来的发展方向提出了4点建议:结合2种煤的化学链燃烧机理设计新型氧解耦辅助化学链燃烧载氧体;发展新型材料和金属组分的载氧体;利用冶金工业废料制得载氧体;开发新型结构的载氧体。     

基于热重-质谱联用的煤粉富氧燃烧动力学及污染物生成特性

富氧燃烧是最具工业化前景的燃烧中碳捕集技术之一,为更深入掌握煤粉富氧燃烧的着火模式和污染物生成特性,本文构建了热重-质谱联用实验系统,以烟煤和无烟煤标准煤样为对象,针对3个不同的氧气体积分数：21%、30%和50%,研究了O₂/Ar和O₂/CO₂气氛下煤粉的富氧燃烧特性。结果表明,O₂/CO₂气氛下煤粉着火温度和燃尽温度均降低,燃烧速率提高,燃烧时间缩短;两种煤粉在O₂/Ar气氛下的燃烧都属于非均相着火,而富氧燃烧都属于均相着火模式;氧气体积分数在30%以上时,无烟煤O₂/CO₂燃烧的表观活化能明显低于O₂/Ar气氛,在相同工况下烟煤的表观活化能均低于无烟煤;O₂/CO₂气氛促进了CO和挥发分NO的逸出,生成温度均低于O₂/Ar气氛,CO会对NO起到还原作用。     

高温空气燃烧技术在隧道窑中的应用分析

高温空气燃烧技术(HTAC)是一种具有节能和环保等多重优点的新型燃烧技术,已在钢铁工业(加热炉)和玻璃工业(熔窑)得到了成功应用。结合HTAC技术的优势和耐火材料工业隧道窑的特点,分析了该技术在隧道窑应用的可行性,提出了技术方案,并对已有实践方案进行了总结和补充。     

化学链燃烧技术中载氧体的研究概述

化学链燃烧技术是一种新的高效、洁净燃烧技术。燃烧过程中可以有效控制甚至消除大气污染物NOx的排放,且不需要额外消耗能量既可以实现CO2的高浓度捕集。载氧体的性能是该技术发展应用的关键。文章介绍了化学链燃烧的机理,系统总结了载氧体的选材、制备方法、实验研究方法和性能研究情况。最后,对载氧体实际应用发展前景做了展望。     

全氧燃烧与空气助燃玻璃窑炉燃烧空间比较

玻璃窑炉全氧燃烧是玻璃工业发展方向,全氧燃烧玻璃窑炉节能关键在于玻璃熔窑的燃烧空间设计,本文对全氧燃烧与空气助燃玻璃窑炉的燃烧空间进行对比,得出全氧玻璃熔窑燃烧空间与传统空气助燃相比可大幅度缩小。     

富氧燃烧技术对轧钢加热炉热效率的影响与研究

轧钢加热炉通过采用富氧燃烧技术,降低了过剩空气系数提高了热效率,减少了烟气排放量以及增加了烟气中CO2浓度。