钙基脱硫剂对循环流化床NOx排放影响研究进展

近年来提出的燃煤电厂大气污染物超低排放标准对CFB锅炉的污染物治理提出了更高的要求。为解耦CFB锅炉高效脱硫和低NO_x排放之间的矛盾,需要更加深入了解钙基脱硫剂对含氮反应的影响。目前普遍认为,石灰石脱硫和NO_x排放2个过程,通过各含钙化合物相互转化和对含氮反应选择性催化构成一个整体,而影响其中任一环节的因素都可能使最终NO_x排放量发生变化。笔者围绕CFB燃烧条件下NO_x基本反应,各含钙化合物间相互转化规律和表面选择性含氮催化反应性,以及烟气组分、温度和配风等影响因素,阐述了钙基脱硫的影响。通常,投放钙基脱硫剂会导致NO_x排放量升高,N_2O排放量降低,这是多方面因素共同作用的结果,如CaO催化挥发分氮氧化生成NO、促进CO等还原性气体氧化消耗、促进N_2O分解等。而脱硫产物CaSO_4及CaS等也对NO还原表现出明显的催化活性,实践发现基于钙基脱硫和喷氨脱硝的同步脱硫脱硝技术是可行的。未来还需进一步定量研究石灰石脱硫与NO_x排放之间的相互作用规律,并在此基础上开发一体化脱硫脱硝技术,以期实现CFB锅炉NO_x和SO_2的双超低排放。     

循环灰吸附碱金属机理研究

加入添加剂脱除蒸汽中的碱金属盐是防止准东煤等高钠煤在应用过程中由于高碱金属含量造成沾污、结渣及高温腐蚀等风险的重要手段。在实验室条件下用山东临沂135 MW循环流化床循环灰作为添加剂与钠盐(NaCl)进行掺烧,分别采用热重分析仪(TGA)和马弗炉进行,对不同温度(800,850,900℃)、不同掺混比例(1%,2%,3%,5%,8%)下循环灰掺烧碱金属盐后的样品进行XRF,XRD等测试。XRF测试结果表明,在800~900℃下,掺烧实验得到的循环灰样品中Na含量远高于Cl含量,且随着温度的升高,相同掺混比例下循环灰中Cl含量随着温度的升高而下降。在相同温度下,Na元素含量随掺混比例的增高而增加,Cl含量增长远低于Na含量增长。XRD测试结果表明:掺烧后灰样中Na主要以硅铝酸盐等不可溶钠形式存在,循环灰对NaCl的吸附以化学吸附为主。     

小尺度湍流对近极限非预混火焰熄灭极限的影响

基于"比拟理论(analogy theory)",本文研究了小尺度湍流引发的传热传质增强作用对湍流非预混火焰熄灭极限的影响.结果表明:小尺度涡的传热传质增强作用使湍流非预混火焰层厚度增厚,火焰温度降低,火焰层内活性自由基H和OH的摩尔分数降低.化学反应时间和停留时间都随湍流强度增加而增加;但在同一湍流强度下,不同燃料浓...     

循环灰作为固体吸附剂脱除高温烟气中碱金属蒸汽研究

准东煤等高钠煤在使用过程中为避免由于碱金属(主要为钠钾盐)引起的锅炉沾污、结渣及腐蚀等问题。选择具有丰富空隙结构的循环灰作为高钠煤添加剂,并与碱金属盐(NaCl)进行掺混,分别采用热重分析仪(TGA)和马弗炉进行掺烧实验,研究了不同温度(800,850,900℃)、不同掺混比例(1%,2%,3%,5%,8%)下循环灰对碱金属盐的吸附特性。实验结果表明:在800,850,900℃下,分别以NaCl∶循环灰=8∶100的比例进行掺烧,分别在约125,65,30 min后质量达到稳定。马弗炉实验结果表明,在800,850,900℃及8%掺烧比例下,循环灰最终吸附NaCl的增重量可达5.56%,3.61%,2.96%,且随着温度升高,循环灰增重量呈下降趋势。相同温度下,循环灰增重量随着掺烧比例的增长几乎呈线性增加。随着温度的升高,相同掺烧比例下循环灰的增重量降低。实验证明,循环灰可有效吸附外部加入的NaCl,可以用作燃用高钠煤时吸收高温烟气中钠的添加剂。     

循环流化床锅炉翼形墙受热面壁温特性分析

以循环流化床锅炉中翼形墙3种典型结构51×5 mm、42×5 mm和38×5 mm为例,分析了工质质量流率和参数对壁温的影响.结果表明,质量流率是保证受热面安全运行的主控因素,壁面与工质的温差随质量流率的增加而减小;管件结构与工质出口温度对壁面与工质温差的影响不明显,但管件结构对鳍片温度的影响较为明显;压力仅在一定程度上对壁温有影响.为兼顾考虑低负荷下锅炉的安全与经济运行,推荐翼形墙受热面内工质设计质量流率选取不宜低于750 kg/(m2·s).本研究为翼形墙受热面的安全运行提供参考.     

循环流化床锅炉脱硫工艺经济性分析

循环流化床锅炉炉内脱硫无法满足排放要求时,需要对排烟进行进一步净化。烟气净化工艺主要有石灰石-石膏湿法烟气脱硫和循环流化床半干法烟气脱硫。为了比较2种工艺的经济性,建立了技术经济分析模型,对比分析了满负荷时炉内脱硫效率70%条件下的经济技术指标。分析结果表明,循环流化床半干法烟气脱硫的运行成本和总成本相对较低时,要求硫含量分别低于1.1%和2.1%;循环流化床半干法烟气脱硫的脱硫剂成本占比较大,而石灰石-石膏湿法烟气脱硫的电费占比相对略大;石灰石价格、上网电价和年运行时间是影响脱硫成本的主要因素,石灰石对脱硫成本的敏感度大于上网电价;石灰石价格低于112元/t时,石灰石-石膏湿法烟气脱硫的运行成本更高;上网电价低于0.43元/kWh时,石灰石-石膏湿法烟气脱硫的运行成本相较更低;循环流化床半干法烟气脱硫总成本在石灰石价格、电价、年运行时间的研究波动范围内相对较小;相较于常规炉内脱硫技术,超细石灰石炉内脱硫技术的炉内脱硫成本较低,与循环流化床半干法烟气脱硫工艺相结合的综合优势更显著。     

沥青搅拌站煤粉旋流燃烧室的数值模拟研究

燃煤加热节约沥青搅拌站的运行成本。设计了出力为4 t/h的煤粉旋流燃烧室及其加热系统,并对燃烧室开展数值模拟研究。结果表明,煤粉颗粒燃烧室内迅速着火燃烧,燃烧室内速度场和温度场分布较为对称;旋流燃烧室内流场由旋流燃烧器和切向喷入燃烧室的二次风共同主导,当燃烧室切向进入的二次风与中心射线的偏置角不小于60°,一次风率在0.15~0.20,旋流燃烧室内流场合理,煤粉的燃烧效率可达97%~99%,NO_x排放浓度在650 mg/Nm~3左右,具有较高的负荷调节能力。模拟结果论证了在沥青搅拌站上使用煤粉旋流燃烧的可行性并提供了一定设计指导。     

煤粉射流火焰中碳烟浓度分布的LII测量

基于Hencken型平面携带流反应器,使用激光诱导白炽光法(LII)测量煤粉火焰的碳烟浓度,并研究了激光能量密度F对测量的影响及火焰中碳烟的分布.研究发现,在F≤0.15,J/cm2时,煤颗粒信号相对较弱,碳烟信号占主导;在F0.15,J/cm2时,煤颗粒信号干扰较强.F=0.05~0.08,J/cm2是最优能量密度范围.对本携带流实验系统,碳烟颗粒在距离出口80,mm处出现,且集中于中心中线4,mm范围内,碳烟浓度随着高度的增加先增加后降低,并在120,mm达到峰值.     

方形分离器入口高宽比及直段高度对分离性能的影响

为了研究结构参数对方形分离器性能的影响,设计了15个不同入口高宽比(a/b)和直段高度(h)的入口带加速段的方形分离器,每一个分离器都具有相同的直段边长(D),入口高宽比的变化范围为3.8～10.6,直段高度的变化范围为1.8D～2.8D.在大型冷态试验台上相同的运行工况下,测试了它们的分离器效率及阻力.结果表明:随着入口高宽比的增大,分离效率先增大后减小,在a/b=8时分离效率最高;随着直段高度的增大,分离效率先减小后增大,在h=2.3D时效率最低.分离器阻力随着入口高宽比增大而增大,随着直段高度的减小而减小.二者优化值为a/b=8和h=1.8D,对应的分离器阻力为1.22 kPa.