生物质与煤混燃过程中的腐蚀及其防治措施

生物质中K和Cl的含量较高,在燃烧过程中可引起过热器受热面的严重腐蚀,限制了其在电厂中的大规模利用.生物质与煤混燃技术对上述问题有所改善,当生物质掺混比例较低时,其腐蚀机理与煤燃烧时相似,腐蚀主要是由氧化和硫化作用引起;当生物质掺混比例较高时,腐蚀主要由KCl引起,氯可穿透金属表面的保护性氧化膜,加速腐蚀.通过对生物质与煤混燃腐蚀机理的综合分析,提出了相应的防治措施:(1)加入添加剂;(2)对燃料进行预处理;(3)在金属表面喷涂耐腐蚀涂层或采用耐腐蚀钢材;(4)调整运行参数.     

稻秆与煤混燃过程中碱金属迁移转化规律研究

以化学热力学平衡计算为基础,利用自行设计的立式管式炉结合X射线衍射(X-ray power diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning election microscope,SEM)等分析测试手段探讨稻秆与煤在850℃的条件下混合燃烧碱金属K、Na的迁移转化规律。结果表明,碱金属的主要气态组元KCl、KOH、NaCl、NaOH随稻秆含量的增多而增加,且氯化物的析出量大于氢氧化物的析出量;煤中某些矿物组分或元素对K的气相析出有抑制作用,但对Na的抑制作用不明显;灰中K、Na的存在形式直接受原料秸秆含量的影响,稻秆含量为0%和20%时,灰中K以K2O Fe2O3为主,Na则以Na2SO4为主,稻秆含量大于50%时,K2O 2SiO2、Na2SiO3随稻秆含量的增多表现出上升趋势,K2SO4、Na2SO4趋势则相反,原料K还会以KAlSiO4、KAlSi3O8的形式滞留在灰中。     

对芬兰和英国生物质-煤混燃发电情况的考察

本文简要介绍了芬兰和英国生物质-煤混燃发电的情况和特点,分析了混燃发电的技术经济优势,概括了欧盟、芬兰和英国政府引导和鼓励混燃发电的政策和措施,还介绍了欧盟国家监测和核实混燃发电中生物质消耗量的方法和机制,特别是芬兰VTT的C-14监测技术,最后提出了几点对我国发展混燃发电值得借鉴的经验。     

污泥和煤混燃特性的研究

利用热重-红外联用的方法对某一煤种、污泥及其两者混合物进行了在升温速率为15℃/min、模拟空气气氛条件下的燃烧情况和红外适时在线跟踪检测情况，分析了其燃烧过程中燃烧特性参数和IR谱图的变化情况。其结果表明：混合试样和煤相比，其着火温度有所上升，综合燃烧性能有所下降；在混燃过程中，煤和污泥基本上保持了各自的特性，而煤的燃烧表现得更为明显；IR谱图与TG结果完全吻合。     

矿物成分对超细化煤粉燃烧特性影响的实验研究

采用热天平研究了超细化鹤岗、铁法、准葛尔3种脱灰煤样(HCl/HF脱灰)，及分别添加NaOH、KOH、MgO、CaO、Al2O3和Fe2O3矿物成分制成试验样品的燃烧特性。实验中气体流量为50mL/min，氧气体积百分比浓度为20%，升温速率为20℃/min。通过对所获得的热失重(TG)和失重微分(DTG)曲线的分析，比较了各种矿物质对3个煤种燃烧特性的影响。结果发现，NaOH、KOH使鹤岗、准噶尔和铁法煤的脱灰样品的着火降低50℃左右，最大失重速率温度和活化能降低；Fe2O3提高了3种脱灰煤样的着火温度，抑制挥发分反应活性；Mg、Ca、Al、Fe对3种脱灰煤样影响不同，与煤的品种有关。     

富氧气氛下生物质/煤恒温混燃NO释放特性

To clear the NO release law under the interaction of oxygen-enriched combustion and biomass/coal co-combustion, this paper studied the NO release characteristics during biomass/coal co-combustion process in oxygen-enriched atmosphere, and discussed the influence law of atmosphere, temperature, biomass blending ratio, coal type and biomass type on NO release characteristics, with using homemade iso-thermal TGA and pollutants synchronous measurement system. The results show that two peaks and conversion of NO in oxygen-enriched atmosphere are less than that in air atmosphere when Yangquan coal blending 20% corn cob at 21% oxygen concentration. As oxygen concentration increasing, the NO release rate curve is changed from two peaks to one peak, and the NO conversion of samples increases. As the biomass blending ratio increasing, the NO conversion shows a decreasing tendency. The NO conversion of samples increases with the temperature rising. The NO conversion decreases when coal blending corn cob;and the NO conversion decreases when Yangquan coal blending biomass.     

煤中矿物质成分影响燃烧性能的实验研究

用氢氟酸（ＨＦ）酸洗法制取脱灰煤，通过比较四种原煤（青山煤、合山煤、耒阳煤、金竹山煤）及其脱灰煤的热天平分析所得燃烧分布曲线的特征参数（综合着火指数Ｍ、综合燃烬指数Ｎ，外推起始温度Ｔ１，燃烬温度Ｔ２），并对在几种脱灰煤样中以机械混合或溶液浸泡方式添加了１１种不同种类和形态的矿物质，如ＳｉＯ２、ＣａＣＯ３、ＭｇＯ、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＦｅＳ２、硫酸铁铵、硫酸亚     

生物质与煤混燃过程中碱金属对汞氧化影响的热力学研究

针对生物质中Cl和碱金属含量高的特点,研究生物质与煤混燃过程中Hg的氧化机制。使用化学热力学软件Chemical Equilibrium with Applications(CEA)建立C/H/O/N/S/Cl/K/Na模型,分析碱金属元素K、Na与非金属元素Cl和S的反应,发现1100K以下Cl仍然主要以HCl形式存在,SO2的含量逐渐减少,碱金属主要以碱金属硫酸盐(A2SO4)的形式存在,这对Hg的氧化反应变得更为有利,同时随着生物质的添加,这种趋势更为明显。同时使用动力学软件Chemkin4.1构建了Hg/C/H/O/N/S/Cl/K/Na的化学和气相平衡模型,进一步研究了生物质与煤混燃过程中对Hg氧化的影响。计算结果表明,生物质与煤之比越高,对Hg的氧化越有利,生物质中高含量的Cl是促进Hg氧化最主要的因素,而K、Na的存在对Hg的氧化有进一步的促进作用,这进一步证实了热力学计算结果。     

煤与生物质混燃过程中SO_2释放规律研究

利用管式炉-FTIR二氧化硫检测系统对神华煤与玉米杆和树皮在不同混燃比下混合燃烧时SO2的释放规律进行了研究。结果表明:混燃过程SO2释放量随着混燃比的增加而降低,其原因是煤与生物质的混合燃料含硫量有所降低。煤与生物质混燃时,自脱硫率由煤的自脱硫,生物质的自脱硫以及二者协同脱硫3部分组成,而协同脱硫效果显著。随着混燃比的增加,协同脱硫对自脱硫的贡献率先增大后减小,存在一个最大值;燃料向烟气中的硫转化率先减小后增大,存在一个最小值。神华煤与玉米杆和树皮混燃时,混燃比最佳值为50%;随着混燃比的增加,SO2开始释放的时间逐渐提前,释放所用时间也逐渐减少。     

煤中灰分和钠添加剂对煤燃烧中氮释放的影响

利用TG／EGA分析设备，实验研究了煤中灰分和钠添加剂对煤燃烧过程中氮排放特性的影响。研究结果表明，在程序升温燃烧过程中，燃料氮除了以NO释放外，还以HCN和NH3的形式释放。在燃烧过程中，部分燃料氮会在焦中富集，并在燃烧后期以NO的形式释放出来。脱灰后，煤燃烧的NO和NH3的排放量增加，HCN排放量减少。分析表明这主要是由于煤灰降低了煤的活性以及惰性组分对扩散阻力的影响所造成的。钠添加剂能够增加煤的活性，使燃烧提前，并且钠的存在也催化原位焦炭对NO的还原，从而显著降低煤燃烧NO和HCN排放量。该实验中NaCl对NO和HCN的催化减排效果比NaECO3好。     

O2/CO2气氛下生物质与煤混燃的NO排放特性研究

在水平管式试验炉上研究生物质与煤配比、燃烧气氛、O2浓度、温度对NO排放特性的影响规律.结果表明,在O2/CO2气氛下,随着生物质比例的增大,生物质混煤NO释放提前,NO排放完毕时间减少,NO的排放量降低;在试验所选取的O2浓度范围内,相同氧浓度时,O2/CO2气氛下生物质混煤NO的排放量小于O2/N2气氛下的排放量,其降低幅度约为10％～20％;随着O2浓度的增加,2种气氛下生物质混煤NO的排放量均升高;在试验所选取的温度范围内,随着温度的升高,生物质混煤NO的排放量增加.     

煤中矿物质在炉内的迁移及沉积特性研究

炉内燃煤固体产物的熔融特性是表征锅炉沾污结渣趋势的一个重要因素。分析比较了辽河和新汶2台锅炉典型部位灰样的熔融特性变化，并从影响熔融温度的煤灰化学成分和矿物相角度进行了深入的研究，对两锅炉内出现的相反变化趋势作出了合理的解释。结果表明，燃煤本身的特性是决定矿物质炉内行为的根本因素，两锅炉煤种的主要差别在于铁的存在形式，辽河用煤主要含铁矿物为硫铁矿，而新汶则可能以含铁粘土矿物为主。     

矿物对煤粉燃烧特性影响的研究现状

煤中矿物成分是影响煤燃烧动力学和成灰的重要因素.介绍了煤中矿物在煤粉中的分布规律和矿物对煤粉燃烧特性的影响.目前的研究将煤中矿物分为内在矿物和外在矿物2类,并将内在矿物随机、连续地分配到选定的煤颗粒,以及模拟煤粒燃烧成灰过程内在矿物的结合和外在矿物的破碎.在燃烧过程中,外在矿物主要降低煤燃烧的热量,而内在矿物直接对燃烧造成影响.此外,外在矿物影响煤的燃烧成灰.     

燃煤过程中矿物质变化与颗粒物生成的研究

该文利用沉降炉研究了燃煤过程中矿物质变化与可吸入颗粒物的生成特性.实验煤种为平顶山烟煤,煤粉粒径小于63um,燃烧温度分别为1100℃、1250℃和1400℃,炉内燃烧气氛分别是空气和[N2]：[O2]=1：1.燃烧生成的灰样采用低压撞击器（LPI）按不同粒径大小从0.03～10μm分别采集,共分为13级.试验研究了颗粒物的排放浓度,颗粒粒径分布和元素构成.结果显示：排放的颗粒物粒径呈现双峰分布,峰值分别在0.1μm和4.3μm左右;随着燃烧温度的提高,PM10（10μm以下颗粒物）浓度增加很大;在[N2]：[O2]=1：1条件下燃烧与在空气条件下生成的PM10变化很大.文中分别对PM1.0（1.0μm以下颗粒物）和PM1.0＋（1.0μm以上颗粒物）的变化进行了分析;通过XRF分析得知,峰值在0.1μm左右的颗粒其主要是硫酸盐类,SiO2和Al2O3在粒径为4.3μm左右的峰值中含量很大,表明后一个峰值主要是硅铝酸盐类.     

进口堵塞对旋流煤粉燃烧器NO生成影响的数值模拟

针对研制低污染旋流煤粉燃烧器，探讨进口堵塞对NO生成的影响。用NO生成的统一二阶矩代数模型，HCN释放的简化Solomon模型和煤粉燃烧的全双流体模型，对进口堵塞对锅炉旋流煤粉燃烧器NO生成的影响进行了数值模拟，给出了温度、湍流动能、煤粉浓度和NO浓度分布。典型进口的模拟结果和文献中给出的实验结果符合较好。数值模拟探讨了进口堵塞位置和尺寸对NO生成的影响。模拟结果指出，在一次风和二次风进口之间加堵塞可以显著降低煤粉燃烧的氮氧化物排放。     

煤粉粒度对煤粉燃烧NOx排放特性影响的试验研究

利用一维热态实验炉分别对不同粒度煤粉燃烧时，NOx排放特性随煤种、过量空气系数、温度的变化规律进行了研究。研究结果表明：NOx的排放浓度与煤粉粒度存在一个煤粉粒度临界值，当煤粉粒度小于临界值时，随煤粉粒度的减小，NOx的排放浓度减小；当煤粉粒度大于临界值时，随煤粉粒度的减小，NOx的排放浓度增大；煤粉超细化后，褐煤、烟煤的NOx的排放浓度明显减少，贫煤、无烟煤则变化不大。     

基于模型化合物的煤中吡啶型氮热解规律试验研究

为了解煤燃烧过程中氮元素迁移规律，选用吡啶作为煤中吡啶型氮元素有机形态的模型化合物，研究其在550℃～1020℃范围内的热解规律。结果表明：吡啶杂环在770℃时开始裂解；在850℃时腈类物质生成量最大，而腈类物质是吡啶氮向氰化氢(HCN)转化过程中的主要中间产物；在950℃以后含氮产物几乎全部以HCN的形式存在。HCN是NOx生成过程中的主要中间产物。     

循环流化床燃煤锅炉的SO2和Nox排放的试验和数值计算

文中采用数值模拟和试验相结合的方法来研究煤种对循环流化床燃烧(CFB)燃烧SO2和NOx排放的影响。在1．5MWth CFB试验台上分别做了5种煤燃烧的SO2和NOx排放试验,根据所建CFB锅炉脱硫脱氮数学模型和已建与煤种相关的CFB锅炉总体数学模型,对该试验台炉膛内5种煤SO2和NOx的生成和脱除进行数值模拟,其结果和试验结果吻合良好。结果表明,煤种决定CFB锅炉脱硫效率及SO2和NOx的排放。     

贫煤与无烟煤混煤一维燃烧硫释放特性研究

以山东电厂常用煤种贫煤与无烟煤组成的混煤作为试验煤种,在一维煤粉燃烧试验台上研究了贫煤与无烟煤混煤的燃尽及其SO2和H2S气体沿炉膛释放特性。试验表明,贫煤与无烟煤混煤的硫析出特性与各组分单煤的煤质特性、燃烧特性及掺配比密切相关。随煤质特性和掺配比变化,SO2浓度基本介于各组分单煤之间。H2S析出规律较为复杂。