煤粉再燃过程中HCN与NH3的反应机理分析

对煤粉再燃过程,挥发分中HCN与NH3的生成与反应途径进行了详细的分析,探讨了HCN与NH3反应的影响因素,研究了HCN与NH3的反应机理,分析了影响HCN、NH3还原NO的因素及影响规律,总结了HCN与NH3反应过程主要基元反应的反应动力学参数。     

不同温度时煤热解中HCN／NH3的析出与CFB锅炉中NOx生成的关联性研究

为研究快速热解时煤中HCN／NH3的析出规律与燃用此煤的循环流化床锅炉NOx生成趋势的关联性,一方面在高温沉降炉上,定速率给煤粉在830,880和930℃的温度下热解,分析产物中HCN／NH,的析出规律;另一方面在CFB锅炉上,稳定煤量时调整床温在830,880和930℃下运行,分析烟气中NOx的生成趋势,研究两方面的关联性。研究表明：随着温度的增加,HCN的热解析出量先略微减小后增加,NH,是先增加后减少,煤中不同的氮大量热分解产生HCN／NH,的温度区间不同。随着温度的增加,热解中析出的NOx前驱物与锅炉中生成的NOx均增加。煤样中Nq前驱物的热解析出规律随温度增加的变化会引起CFB锅炉生成NOx的增加,认为燃煤CFB锅炉存在一个NO。转化临界温度。     

高浓度煤粉燃烧过程中燃料N释放特性实验研究

高浓度煤粉燃烧是一种新型的洁净煤燃烧技术,具有高效低污染排放特性.在一维火焰炉与同定床反应器实验台上,对不同煤种、粒径、炉温在不同煤粉浓度下燃料N的释放特性进行了实验研究.实验结果表明:煤种不同,燃料N的释放特性差异明显.挥发分越高,燃料N最大释放率对应的煤粉浓度越低;煤粉粒径越小,燃料N在不同煤粉浓度下的释放率越高;炉温越高,燃料N越容易释放,燃料N主要以挥发分N的形式释放出来.随着煤粉浓度的递增,NOx转化率与燃料燃尽率均呈单调递减趋势,高浓度煤粉燃烧有利于低NOx的排放,但煤粉浓度过高,对煤粉的燃尽不利.在高浓度煤粉燃烧过程中,煤粉与空气的充分混合及合理选取过量空气系数至关重要.     

CaCO3对NH3氧化的影响

CaCO3影响选择性非催化还原法脱硝性能。文中采用固定床反应器,结合傅里叶变换红外光谱气体分析仪测量气体组分,研究了温度（650～850℃）、NH3浓度（100×10-6～1500×10-6）和O2浓度（0-4％）对CaCO3催化NH3氧化反应的影响。研究结果表明,CaCO3对NH3氧化反应有催化作用。NH3催化氧化反应的转化率和产物NO的选择性随NH,浓度增加而下降,随温度的增加而增加。生成NO和N2的途径与NH,在CaCO3表面的覆盖度分别成一次关系和二次关系。O2组分对CaCO3作用下NH3转化的速控步影响较小,主要是促进了产物NO选择性的增加。CO2对CaCO3催化NH3氧化反应有微弱抑制作用,CO对CaCO3催化NH3氧化反应没有影响。     

燃尽风与水平浓淡煤粉燃烧器联合应用对NOx生成特性影响

针对燃烧器采用四角切圆矩形炉膛布置方式的某燃用烟煤220 t/h锅炉，在主燃烧区域通过采用水平浓淡燃烧器、在三次风上层加装高位燃尽风喷口(SOFA)，采取燃料水平分级与空气垂直分级结合的方式进行改造，降低氮氧化物(NOx)排放水平。研究了SOFA对锅炉NOx排放和飞灰可燃物的影响规律。试验结果表明，当采用合理的燃尽风布置，煤粉由上层一次风喷口至OFA喷口间的流动时间保持在0.32 s左右时，采用合理的二次风配风调节方式，主燃烧器区域过量空气系数控制在0.85时，机组NOx排放量可降低到450 mg/m3以下。同时，对飞灰含碳量影响较小，保持在1.6%~2%之间，有效避免了过热器超温问题。     

超细化煤粉在热解条件下氮的迁移特性试验研究

采用DTG(热重/差热分析仪)和GC-MS(气相色谱质谱联用仪)对鹤岗、铁法、准噶尔煤超细化煤粉进行热解试验,研究试验条件对氮氧化物的前驱物NH3、HCN和NO的影响。结果表明粒径小于20μm的超细煤粉含氮气体的释放量最少,而中等粒径的煤粉(30~40μm)氮化物的排放总量最大,50μm以上粒径煤粉居中;同一煤种不同粒径的煤样在热解过程中HCN的释放规律较为接近,分别在300~600℃温度范围和1000~1200℃温度范围内出现最大析出峰;随升温速率增加含氮气体的产物分布产生滞后现象;煤种对不同粒径范围的煤样含氮气体释放的影响不同,当粒径在0~10μm范围内,热解过程含氮气体释放量不与煤中含氮量成正相关,而在中等粒径范围(30~40μm范围内)则相反。     

煤粉浓度对煤粉高温热壁点火影响的试验研究

为了研究煤粉浓度在热壁无油点火中的影响规律，该文进行了详细的试验研究，揭示了煤粉气流在高温管壁面加热情况下的着火过程和煤粉浓度对无油点火过程的影响。煤粉的着火过程分为3个阶段：初始的挥发分均相着火段、发展的焦炭多相着火段和最后的燃烧稳定段。煤粉浓度的升高导致了煤粉气流着火推迟，着火距离增加，系统出口温度降低，并促使系统出口烟气组成发生了显著的变化。文中得到的煤粉浓度对煤粉高温热壁面点火的影响规律，对于煤粉高温热壁面无油点火燃烧器的设计和运行提供了重要的理论依据。     

煤粉气流着火方式与煤粉浓度的关系

在管式炉上对煤粉气流着火方式与煤粉浓度的关系进行了研究。研究表明，当煤粉浓度由高向低变化时，煤粉气流的着火方式会由均相着火向多相着火过渡。不同的煤种发生过渡时的煤粉浓度一般是不一样的，挥发分含量越高，发生过渡的浓度越大，其机理是气流中煤粉颗粒之间的相互作用或浓度效应。     

添加剂对选择性非催化还原脱硝及NH3氧化影响的实验研究

为了认识添加剂CO、H2和CH4对选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)脱硝反应以及NH3氧化反应的影响以及添加剂存在的条件下NH3和NO的相互作用,在电加热管式反应炉上进行了实验研究。实验结果表明,无添加剂时SNCR工艺中NH3还原NO的最佳反应温度为925℃,加入CO使最佳温度降低约50℃,加入CH4或者H2使最佳温度降低约100℃。在较低的温度下NH3氧化不生成NO,当反应温度升高,NH3接近被完全消耗时,开始有NO生成。3种添加剂都使NH3发生氧化反应的最低温度降低,并使生成NO的最低温度相应的降低。除了加入H2的工况外,NO能够显著地提高NH3的氧化消耗速率。     

煤粉浓度对着火区火焰稳定性影响的研究

本文分析煤粉浓度对火焰稳定性的影响,并在煤粉燃烧试验台上进行了试验。试验表明,在试验煤粉浓度范围内,随着煤粉浓度的提高,着火区煤粉气流的火焰稳定性也提高。     

基于数值计算的煤粉锅炉NOx释放规律研究

运用基于TASCFLOW软件平台的四角切圆燃烧煤粉锅炉专用数值模拟计算软件COALFIRE,对某电厂300 MW四角切圆煤粉锅炉NOx排放特性进行数值模拟。讨论煤质、煤粉粒度、锅炉负荷、二次风配风方式的影响,指出炉膛沿程NOx的排放规律,为锅炉的安全经济运行提供参考。模拟结果表明：燃煤挥发分和含氮量高的煤,NOx析出浓度也比较高;较细的煤粉有利于降低NOx的生成;机组负荷下降20%,NOx下降6.74%。机组负荷下降40%,NOx下降到383 mg/m3,下降了约28%;倒宝塔配风有利于降低NOx生成,三次风投运时NOx排放浓度比停运时低11%。     

利用煤粉混合器测量煤粉浓度的方法

提出了利用煤粉混合器测量煤粉浓度的测量方法，介绍了煤粉浓度测量的数学模型。在某电厂410t／h锅炉的测试结果表明，采用该方法测量煤粉浓度，显著地提高了测量精度，这种测量方法不仅适用于中间储仓式热风送粉系统，而且适用于乏气送粉系统。     

660MW机组粉管内煤粉浓度测量研究

阐述了利用光学波动法测量颗粒浓度的原理,并在现场条件下,利用基于此原理的仪器对电站锅炉煤粉管道煤粉浓度分布作了测量研究,得出浓度分布规律,对电站锅炉煤粉管道浓度测量及分析电站锅炉稳燃、节能有指导意义。     

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。     

在线测量煤粉粒度分布和浓度的实验研究

锅炉的煤粉在线监测对于节能减排、燃烧优化等起重要作用。基于光脉动法在线测量煤粉平均粒度的原理,结合频谱分析方法,提出了光脉动谱法,可以在线测量煤粉的粒度分布和浓度。通过对光脉动法在线测得的煤粉时间序列信号进行分析,得到不同频率段煤粉的脉动信号,分析了各频率段脉动信号与煤粉粒度分布间的关系,据此得到煤粉的粒度分布和浓度。实验结果与取样筛分得到的煤粉粒度分布进行了比较,二者吻合很好。     

空气分级燃烧降低NO_x排放的实验研究

在煤粉燃烧一维热态实验炉上进行了不同煤种和不同细度的煤粉分级燃烧实验,通过改变分级风送入的位置、一次风过量空气系数、煤粉细度和富燃区燃烧温度等实验工况,以分析分级燃烧时各种因素对煤燃烧过程中NOx生成量的影响规律。     

燃煤特性影响燃料N转化率试验研究

煤燃烧过程中生成大量NOx,其中以燃料型为主。由于反映燃煤特性的物理、化学特性指标很多,很难通过单一指标变化对燃煤N转化率直接进行试验分析。为此,该文采用灰色系统理论的关联分析方法,基于大型沉降炉试验,分析了反映燃料N转化率变化的物理、化学特性指标与燃料N转化率之间的关联程度,建立了燃煤特性与燃料N转化率之间的关系系数FCI。试验结果证实燃料系数FCI能够正确反映出煤燃烧过程中NOx排放变化规律,且同种燃烧状态下,燃煤燃料系数值与其燃料N转化率呈线性变化关系。经电厂煤种适应性试验进一步说明了基于燃料系数分析,采用合理的燃烧调整手段,可促进锅炉变煤种的高效、低污染燃烧。     

不同种类煤粉燃烧NOx排放特性试验研究

为研究煤粉燃烧过程中NOx的排放特性，在一维煤粉燃烧实验台上，对单煤及其混煤进行NOx析出特性的燃烧试验研究，具体分析煤质特性、燃烧工况对NOx排放特性的影响，在试验的基础上，对NOx的排放规律进行理论探讨。试验结果表明：煤中的挥发分含量、含氮量、煤粉细度和过量空气系数对NOx的排放浓度有较大的影响；煤中挥发分、含氮量含量高，NOx排放浓度也高；在富燃情况下，煤粉越细，NOx排放浓度就越小。对优化燃烧、控制NOx排放有一定的指导意义。     

125MW煤粉炉内分级燃烧的数值模拟

对125MW煤粉炉内2种工况的分级燃烧进行了数值模拟,得到了炉内温度、速度分布以及NOX、CO、CO2等气相组分浓度分布。结果表明,随二次风率降低、燃烬风率的增加,炉内最高温度降低,炉内高温区上移,NOX浓度降低;整个炉膛内部湍流强度都比较强烈;炉内CO、CO2浓度分布及速度分布与实际燃烧状况能较好吻合。可为低NOX燃烧技术、锅炉改造提供指导。