液滴在高温气流中蒸发混合特性计算分析

针对选择性非催化还原(SNCR)过程中还原剂溶液在炉内的蒸发扩散问题,运用Fluent计算软件模拟液滴在高温气流中蒸发扩散过程.研究涉及到主要参数包括气流流速、气流温度、液滴喷射速度、液滴喷射量以及液滴雾化粒径因素,分析它们对液滴蒸发和扩散规律的影响.以液滴蒸发时间、距离﹑有效区域体积、投影面积为衡量指标,得到液滴蒸发规律.研究表明,气流温度、气流流速和液滴喷射速度的增大都可以加速液滴蒸发,其中气流温度的影响最大,液滴喷射速度次之,气流流速最小.液滴喷射量和液滴雾化粒径的增大都可以使蒸发时间延长.除气流流速外,其他4种变量增大都会使研究区域内混合状况变好.     

贵州无烟煤的燃烧特性和NOx排放特性试验

为了探究氧量及温度对贵州无烟煤的燃烧特性及NOx排放特性的影响,选用粒径为58～75 μm的贵州无烟煤,利用一维沉降炉进行相关试验.研究结果发现,贵州无烟煤NOx排放量随着氧气量的增加而增加,当过量空气系数大于0.9后增幅趋缓;随着燃烧温度的上升,NOx生成量增加,在达到1 400 ℃后,由于生成大量热力型NOx,NOx排放量呈指数型大幅增长;氧量主要影响贵州无烟煤在燃烧过程的0.2 s之前以及2.0 s之后的NOx生成量,对于0.2～2.0 s的主燃烧区域的NOx生成量影响不大.研究认为氧量是影响贵州无烟煤NOx排放及燃烧的最主要因素,燃料型NOx对温度并不十分敏感.     

空气雾化水煤浆喷嘴流量特性试验研究

对大容量撞击式空气雾化水煤浆喷嘴进行了试验研究,分析了喷嘴运行参数和喷嘴内各主要结构参数对喷嘴流量特性的影响以及研究了喷嘴雾化效果,经过对试验数据的分析,分别指出了各个因素的影响程度、原因及相应调节方案,同时得出新开发喷嘴的雾化效果完全满足燃烧要求,对以后此类喷嘴的研究有一定的指导意义。     

四角切圆煤粉锅炉SOFA改造降低NOx排放的数值模拟研究

对一台220 t/h四角切圆煤粉锅炉采用空气分级燃烧技术改造前后的锅炉燃烧工况进行了数值模拟.结果表明,与改造前相比,改造后炉膛实际切圆直径变小,在分离燃尽风(SOFA)下方的区域氧量较低,煤粉不完全燃烧产生较多的一氧化碳,形成还原性气氛.同时,温度也较低,有效地抑制了NOx的生成,NOx排放量由改造前的618 mL/m3降为228 mL/m3.炉内煤粉颗粒的运动有一定的随机性,总体上煤粉颗粒喷入高度越低,在炉内停留时间越长.     

水煤浆挥发分再燃对NO还原的影响

为了解水煤浆再燃过程中均相还原反应效果的影响因素,在固定床反应器上,利用合成烟气模拟再燃区环境,对不同煤种的水煤浆,在不同的浓度、再燃区温度、氧气浓度、颗粒粒径对挥发分再燃效果的影响进行了研究。实验结果显示：挥发分的再燃效果随着水煤浆浓度的降低而升高,随着煤阶的降低而增加。另外,挥发分含量相同,含氮量高的再燃效果要好一些。再燃区反应温度的升高有益于水煤浆挥发分的释放以及再燃反应。挥发分作为再燃燃料时,再燃区烟气含氧量的影响最大,再燃效果随含氧量的增加而降低。制浆原煤粒径的大小对挥发分再燃的效果有所影响,随粒径的减少再燃效果略有增加。     

不同O2浓度下NH3选择非催化还原NO的实验和模型研究

NO的选择性非催化还原反应是燃烧过程重要的脱硝途径。文中在800~1 200 ℃,初始浓度CNO,ini=200 mmol/mol、CO2,ini=0%~10%、氨氮比CNH3/CNO=1.2的情况下,进行了NH3/NO/O2的均相流反应器的实验和化学动力学模拟研究,着重研究不同氧浓度对NO和N2O浓度变化规律的影响。实验结果表明,在微量氧气杂质(CO2"50 mmol/mol)条件下,脱硝温度更高,而脱硝率达到了95%。化学动力学模型预测的NO和N2O浓度变化规律与实验结果非常吻合：氧浓度的升高使NH3/NO的最佳反应温度下降,同时降低脱硝的效果;N2O生成浓度随着氧浓度的升高而降低,对应N2O最大浓度的温度也降低。微氧工况的N2O最大生成浓度比低氧浓度下更低,而生成温度更高。     

水煤浆再燃对炉内灰渣沉积的影响

针对1台采用水煤浆再燃锅炉,现场采集了再燃和均等配风2种工况下灰渣沉积样品和对应的飞灰颗粒,X射线衍射仪和扫描电镜及能谱仪分别用来鉴定样品的晶相组成和形貌特性以及部分颗粒的元素组成。结果表明,水煤浆再燃时再燃燃烧器附近颗粒接受到的入射热流较低,煤焦颗粒氧化燃尽时间较长,为煤焦颗粒内部含铁矿物质与其他硅酸盐矿物质相互作用提供了更长的作用时间;再燃产生的局部还原气氛,使得独立于煤焦颗粒的外部黄铁矿颗粒氧化过程延长,中间产物铁硫氧共熔体(Fe-S-O)的存在时间延长;再燃区燃烧器附近矿物质颗粒接受到的入射辐射热流较低,方解石和黄铁矿颗粒的破碎在一定程度上降低,相对于非再燃工况更易生成较大颗粒的铁、钙灰颗粒。飞灰颗粒形貌表明,再燃工况下飞灰大颗粒较非再燃工况下多,且形状更复杂。     

O3液相氧化脱除SO2试验研究

臭氧氧化SO2溶于水形成的SO2×H2O、HSO3-、SO32-产生SO42-,这使利用O3氧化脱除烟气SO2副产硫酸或硫酸盐成为可能。含SO2的氮气与臭氧分2路进入置于45 ℃水浴中的洗气瓶反应。研究臭氧施加量、溶液的PH值、氧气含量、臭氧浓度、SO2浓度、金属离子的催化作用对硫酸根产量的影响。当PH=7,O3与SO2摩尔比为1时可以达到70%左右的硫酸根产率。随着PH降低,硫酸根的产率降低,同时影响SO2的吸收效率。氧气含量不影响硫酸根的产率。当施加的臭氧量不变,加大气相臭氧浓度,有利于气液传质,因而增加硫酸根的产量。O3与SO2的摩尔比不变,SO2浓度增加,因臭氧的气液传质较差使硫酸根产率下降。铁、锰离子对O3/O2混合气氧化S(IV)有明显的促进作用。     

煤粉在高温空气中着火前后孔隙结构的变化

在高温空气点火试验台上,采用不同温度的高温热空气对处于高速湍流流动的烟煤煤粉气流进行快速加热,以模拟煤粉气流在电站锅炉炉膛内受热升温以及初期着火燃烧过程。在煤粉气流发生均相着火前后过程中,对其中不同粒径煤粉的孔隙结构及其比表面积随热风温度的升高而产生的变化进行了试验研究。结果表明,煤粉颗粒孔隙主要受热变形和挥发分析出2方面的影响,产生截然相反的2种变化趋势。由于不同粒径煤粉颗粒传热特性的差异,当粒径较大且热风温度较低时,其孔隙结构的变化以热变形的影响为主,孔隙产生闭合;当粒径较小且热风温度较高时,则挥发分析出的影响占优,孔隙出现增长。随着热风温度的升高,小于3 nm的孔隙随挥发分析出的加剧而急剧增加。     

钠盐对选择性非催化还原反应促进作用的实验研究

在一石英管反应器内研究了不同氧量下钠盐对尿素选择性非催化还原NO的影响,温度范围为800~1 150 ℃。研究表明：单独采用尿素溶液,脱硝率随着氨氮当量比(normalized stoichliometric ratio,NSR)的增大而增大,但氮剂利用率下降。氧量的增加令反应温度窗口向低温方向移动,最大脱硝率也相应略微减小。微量的钠盐添加剂对尿素溶液的脱硝反应有显著的促进作用,提高了最佳脱硝效率,并且有效拓宽了温度窗口。其促进效果随着氧量的增加而明显提高。在保证加入的钠原子浓度一致的条件下,各种钠盐添加剂对选择性非催化还原技术(selective non-catalytic reduction,SNCR)脱硝过程的促进效果较为接近。低温范围内CH3COONa效果较好,NaOH和Na2CO3总体上效果最佳。