燃烧中吸附剂捕集铅的实验研究

使用一维炉实验台对氧化铝、氢氧化钙和高岭土三种吸附剂对铅的捕集进行了实验研究。铅以醋酸铅溶液的形式通过空气雾化引入到液化石油气燃烧区,吸附剂由压缩空气携带从1473K喷入炉内。按照美国EPA标准方法使用Andersen撞击器对颗粒物进行等动量采样,采用电感耦合等离子发射光谱仪（ICP-AES）测量样品中铅的含量。研究结果表明：亚微米范围的铅未被吸附剂所捕集,仍以PbO或PbCl2颗粒存在,微米范围的铅是被吸附剂捕集形成。高岭土对铅的捕集明显好于氧化铝和氢氧化钙,这是由于高岭土产生的活性位Al2O3•2Si2O与PbO蒸气分子间有较强的化学吸附反应。高岭土给料量为10g/h时大部分铅分布在亚微米范围,给料量为20g/h时铅呈双峰分布,给料量为60g/h时大部分铅被捕集转移到微米范围。氯元素对高岭土捕集铅有很强的抑制作用,这种抑制很可能是因为活性位Al2O3•2Si2O与PbCl2的反应性要大大低于Al2O3•2Si2O与PbO的反应性。     

痕量元素在煤粉炉中排放特性的研究

该文分析了Cr、Pb、Mn、As、Se、Hg、Cd、Zn8种痕量元素在煤粉炉中的排放特性,得出表征痕量元素排放特性的6种数值。并根据这些数值,将元素分成3类：第1类元素：Hg;第2类元素：Pb、Zn和Cd;第3类元素：Mn;Se介于第1类元素和第2类元素之间,cr同时具有第1类和第3类元素性质。研究还发现：除Mn外,其它元素在飞灰中的富集程度随粒径减小而增加;Cr、Cd、Zn在飞灰中的相对富集程度与各自熔点成反比;Pb对烟气中活性原子Cl的亲和力大于Cd;飞灰对各痕量元素吸附机理不同;痕量元素主要分布于电除尘器飞灰和气相中;烟气中Mn和Cr含量均超过我国和欧盟关于垃圾焚烧控制标准。     

磷酸二氢铵对生物质燃烧过程中颗粒物排放特性的影响

使用立式管式炉燃烧装置研究不同添加比例的磷酸二氢氨对生物质燃烧过程中颗粒物(particulate matter,PM)排放特性的影响。研究表明,NH4H2PO4的添加可有效减少颗粒物总量PM10尤其是PM1的排放量,并且减排效果与P/K摩尔比密切相关。当P/K摩尔比为1时,PM1和PM10的减排效果最好,分别达到44.43%和30.70%。减排主要是由于NH4H2PO4与玉米秆中的K盐反应生成K-Ca磷酸盐,K-Mg磷酸盐化合物,将K固定在底灰中,有效抑制了K盐向气相中释放并最终达到降低PM排放的目的。研究结果可为玉米秆燃烧过程中颗粒物减排提供理论支撑。     

煤粉燃烧排放特性数值模拟

研究燃烧污染物排放具有重要意义，数值模拟是一种有效的研究方法，该文利用数学模型，采用后处理方法，在燃烧模拟的基础上，计算了NOx在电厂锅炉炉内的分布情况，对SOx生成采用了常用的反应模型，并根据反应动力学原理，提出了SOx生成模型。在国内首次对800MW锅炉进行了计算和现场测试。其计算所得结果比较符合实际，说明所提出的模型是合理的，该研究对锅炉的设计和清洁运行具有重要的参考价值。     

无烟煤混煤燃烧氮氧化物排放特性的试验研究

选用山东电力用煤,研究掺混比例对无烟煤与不同煤种混烧时NO排放的影响规律。结果表明,随掺入煤种挥发分含量的增大,NO析出第一峰值逐渐增大、NO总排放量增大、而总排放时间明显缩短;无烟煤与褐煤混烧时,无烟煤与褐煤掺混比为1:3时对NO的排放会有一定的抑制作用;与烟煤混烧时,当烟煤在混煤中占较大比例时NO排放迅速,峰值较高;无烟煤与贫煤等量掺混时,出现"抢风"现象,此外无烟煤混煤氮转化率随掺入组分煤种含氮量的增加而减小。     

湿法烟气脱硫燃煤锅炉烟气颗粒物的排放特性研究

对某电站2台燃煤锅炉进行颗粒物采样,发现颗粒物排放呈3模态分布,细模态颗粒物主要由Na和Mg元素组成,粒径峰值为0.1 μm;中间模态和粗模态颗粒物则由Si和Al元素组成,中间模态粒径峰值为0.6 μm,粗模态粒径峰值为8μm.颗粒物随烟气进入湿法烟气脱硫装置后,由于外来Ca和S的转化,超细颗粒物浓度增加,而粗颗粒物浓度由于物理洗涤的作用逐渐减少.     

固定床中煤粉及煤焦燃烧NO排放特性研究

利用自制恒温热重测量实验台,测量了800℃下,煤粉及煤焦燃烧NO排放特性。结果表明:NO排放大都集中于燃烧前半段,在燃烧后期NO的排放基本停止;煤粉热解处理时,热解温度越高,其热解后煤焦燃烧NO排放总量逐渐减少;对于同一煤种,高温区间内热解析出的挥发分,燃烧NO排放率大;800℃下,煤粉燃烧过程中,挥发分NO占整体NO排放量的比例大致低于1/2。     

流化床锅炉燃烧中煤颗粒粒径对灰渣形成特性影响试验研究

煤颗粒特性对煤在流化床锅炉燃烧过程中灰渣的形成特性影响很大。将义马烟煤按煤颗粒的粒径和灰含量分为数个规格,在小型流化床反应炉上进行煤颗粒粒径对灰渣形成特性的试验研究。结果表明,随着灰含量的增加,煤颗粒粒径对底渣粒径分布的影响逐渐增加;随着煤粒径的增大,底渣份额降低,但降低的幅度随着灰含量的增加而减小;灰含量低的煤颗粒燃尽率与煤颗粒粒径之间没有明显的规律,灰含量高的煤颗粒燃尽率随着煤颗粒粒径的增加而降低。     

氨法烟气脱硫装置气溶胶排放特性研究

结合扬子热电厂二期玛苏莱氨法脱硫工艺运行参数,采用模拟试验装置考察了氨法烟气脱硫工艺的气溶胶排放特性,并对该电厂气溶胶颗粒的来源进行了分析.结果表明:氨法烟气脱硫过程中会产生大量气溶胶颗粒,从数浓度角度而言,主要属亚微米级微粒,但依据质量浓度分布,粒径呈双峰分布,以微米级及大于10 μm的颗粒物为主;同时,脱硫前后颗粒物物性发生显著变化,脱硫净烟气中颗粒多呈规则的晶体结构,含长方体、棱柱体等晶习,S、O元素含量显著增加,主要物相成分为(NH4)2SO4;由烟气带出的雾滴经蒸发析出固体微粒是该电厂气溶胶的重要来源.     

电厂湿法脱硫系统对烟气中细颗粒物脱除作用的实验研究

采用Andersen 8级撞击器对某300 MW燃煤电厂湿法烟气脱硫(wet flue gas desulphurization,WFGD)系统前后的飞灰颗粒物进行采集,获得了烟气中飞灰颗粒物的质量浓度和粒径分布特性。采样工况分别为100%和70%锅炉负荷。使用场发射扫描电镜-能谱分析,X射线荧光分析和电感耦合等离子体-原子发射光谱分析法对颗粒物进行了形貌分析和主、次量元素含量的检测。结果表明,WFGD系统入口飞灰质量粒径呈典型的双峰分布,峰值分别在1和3 mm处,颗粒多呈规则球形,PM2.5与PM10质量比为0.434,飞灰总浓度约为85 mg/m3标准状态;出口处飞灰质量粒径分布也呈现双峰性,其中细颗粒比例增大,PM2.5与PM10质量比为0.764,细颗粒间相互聚集粘连形成不规则的块状结构,飞灰总浓度在23 mg/m3(标准状态)以下,总飞灰的脱除效率为74.5%,分级脱除效率随粒径减小而明显下降。经过WFGD系统后,细颗粒上S和Ca元素含量增大,而Al,Ba,Fe,Mn和Si元素的含量降低。计算表明,WFGD出口烟气中新增的石灰石与石膏颗粒分别占颗粒物质量的47.5%和7.9%。     

燃煤过程中氧含量对可吸入颗粒物形成及排放特性影响的研究

通过对两种烟煤在沉降炉内的燃烧试验,研究了不同氧气量对可吸入颗粒物的生成量、元素成分及形成机理的影响。试验条件为:煤粉粒径包括小于63μm和63～100μm两种,燃烧温度在1250℃,炉内燃烧气氛包括氧含量20%和50%两种。试验采用低压撞击器(LPI)按不同粒径大小从0.03～10μm共分为13级,分别采集燃烧后的可吸入颗粒物。试验结果显示:两种粒径煤粉燃烧后超微米颗粒物(PM1-10)排放量都随氧含量增加而显著增加,小粒径煤粉的增加更多;在亚微米颗粒物(PM1)中,其主要构成元素S随氧含量增加而显著减小,元素Fe、Si和Al随氧含量增加而显著增加,其中Si元素增加幅度最大;而在超微米颗粒(PM1-10)中,元素S随氧含量增加而少量减小,其主要构成元素Fe、Si和Al随氧含量增加而少量增加;相比较而言,氧含量变化对亚微米颗粒物的元素构成影响比超微米颗粒物大。     

高浓度煤粉燃烧低NOx排放特性的试验研究

为了探讨高浓度煤粉燃烧对NOx排放特性影响的内在机理，在一维火焰炉试验台上，对3种典型煤在不同煤粉浓度燃烧下的NOx前驱物HCN与NH3在主燃区进行了测试，对气相催化还原剂CO及沿炉膛轴向的NOx释放特性进行了分析。试验结果表明：与常规浓度相比，高浓度煤粉燃烧条件下的NOx排放量最大可降低2.2倍。对于不同煤种，最大限度抑制NOx排放的最佳煤粉浓度控制在过量空气系数0.7左右，煤粉燃烧过程中的NOx主要在着火区距炉膛入口0.2~0.4m处产生。在高煤粉浓度下，燃料氮向HCN与NH3的转化率均远远低于常规浓度，同时燃烧过程中产生的大量CO对NOx还原分解的加速是高浓度煤粉燃烧低NOx排放的关键所在。     

燃煤锅炉可吸入颗粒物排放特性及其形成机理的试验研究

采用低压撞击器(LPI)对某燃煤电厂的1台50MW和1台300MW燃煤锅炉除尘器前后的飞灰颗粒进行采样，研究可吸入颗粒物(PM10)的排放特性、元素分布特性以及形貌特征，并探讨其形成机理。研究表明，2台锅炉产生的PM10均呈双峰分布，其峰值分别在0.1mm和4mm左右；2台除尘器的除尘效率随着颗粒粒径的减小而降低，静电除尘器对小颗粒的脱除效率要明显优于文丘里水膜除尘器；PM10中元素的质量粒径也呈双峰分布，元素Mn、Cr、Cu、Zn在亚微米颗粒中有明显的富集趋势；亚微米颗粒可能是通过煤中矿物质的气化-凝结形成的，而超微米颗粒可能是通过煤焦和矿物质的破碎以及内部矿物质的聚合形成的。     

贵州无烟煤的燃烧动力学特性和NOx生成机制试验研究

贵州无烟煤挥发分含量低、灰分大、灰融点低,是一种难利用的煤种。在热天平试验台上研究贵州无烟煤的燃烧动力学特性,并利用固定床反应器试验台研究贵州无烟煤的NOx生成机制。研究发现,该无烟煤是属于难着火、难稳燃、需要长时间才能燃尽的煤种;氧量的增加使贵州无烟煤NOx生成量增加,对焦碳燃烧阶段的NOx生成影响大;在1000～1 200℃之间,温度的升高使NOx生成量降低,尤其是焦碳燃烧阶段的NOx生成量大幅降低;粒径的减小使挥发分燃烧阶段的NOx生成量上升,而对焦碳燃烧阶段的NOx生成影响小,当粒径小于68μm时,该无烟煤的NOx生成量显著升高。     

生物质与煤的混烧特性及其对可吸入颗粒物排放的影响

在沉降炉上进行生物质与煤的混烧试验，分析研究生物质与煤混烧对可吸入颗粒物(PM10)的粒径分布、排放特性及其形貌的影响。试验结果表明：4种燃料混烧的PM10排放仍为相似的双峰分布；混烧时燃烧过程明显分为脱挥发分和焦炭燃烧2个阶段；LPSA煤与锯末混烧时排放的PM10浓度最低，并且当氧气含量增加时，PM1.0(粒径最大不超过1.0mm的颗粒物)变化幅度较小，而PM1.0+(粒径位于1.0~10mm之间的颗粒物)则有较大程度的增长；对于同一种煤与生物质混烧时，PM10的形貌有相似之处。在0.1mm处LPSA煤与生物质混烧形成的细微颗粒物大多呈柱状，而PDSB煤与生物质则大多呈碎片块状；并且在4.3mm处除了各自原有的柱状或碎片状结构外，还出现了部分光滑圆球体颗粒结构。     

基于科艾定律的燃烧指标的实验研究

运用基于科艾(Kooij)定律而非Arrhenius定律的燃烧特征方程和一种特殊因子(温度平方与升温速率之比乘以燃烧加速度与燃烧速率之比)研究不同升温速率和颗粒尺寸实验条件下的燃烧特性。使用德国的NETZSCH STA 409C热重分析仪进行2组实验--5种不同升温速率(10, 20, 30, 40 及 50 K×min-1)和5种不同的颗粒尺寸(<72, 72~100 100~120, 120~180及180~225 mm)。实验表明了随着升温速率的增加,温度延迟增加,灰分含量减少,燃尽温度增加;随着颗粒尺寸的减小,挥发分开始析出并燃烧的温度降低,燃烧峰值提高,燃烧峰宽变窄,灰分含量增加。     

煤与生物质混烧时可吸入颗粒物中的矿物质元素演变研究

在沉降炉上进行了生物质与煤的混烧试验,分析研究了生物质与煤混烧时可吸入颗粒物的排放特性以及颗粒物中矿物元素的演变规律。试验条件如下:燃料给粉速度为0.3g/min,燃烧温度为1150℃,燃烧氛围分别为[N2]:[O2]=4:1和[N2]:[O2]=1:1,混合燃料中煤与生物质的质量配比始终保持为3:1。燃烧生成的颗粒物采用低压撞击器(LPI)按不同粒径大小从0.03μm～10μm分别采集,共分为13级。试验结果表明:4种燃料燃烧产生的颗粒物排放均为相似的双峰分布,粒径的峰值也都分别出现在0.1μm和4.3μm附近。4种混合原料在各工况下燃烧时,几种重要的单一矿物元素(包括其氧化物形式的成灰元素钙、磷,钠,硫以及痕量元素锌)在PM1.0(1.0μm以下颗粒物)和PM1.0 (1.0μm以上颗粒物)上的富集情况各不相同,并且随着氧气比例的增加颗粒物中各元素的浓度分布的变化趋势也有较大差异。     

烟煤混煤综合燃烧特性试验研究

对某电厂常用的3种烟煤及其混煤在CRF热态试验台上进行了试验研究,详细讨论了其燃尽、结渣和排放特性。     

无烟煤与贫煤掺烧氮氧化物生成规律的研究

该文介绍利用热天平和小型煤粉燃烧实验台对无烟煤、贫煤及其三种配比混煤的燃烧特性、不同配风下NOx的生成规律和燃尽特性进行的实验研究。通过对试验数据的整理和分析,认为无烟煤与贫煤在燃烧性能上略有差异,混煤的燃烧特性介于两者之间,合适的选取过量空气系数可实现不同掺烧比无烟煤与贫煤混煤高效低NO燃烧。并针对三种掺烧比的混煤提出了其高效低污染燃烧的过量空气系数范围,为燃用上述混煤的电厂经济清洁运行提供一些参考数据。