电厂烟气氨法脱碳技术研究进展

随着“后京都时代”的到来,电厂烟气氨法脱碳技术成为近年来新兴的CO₂减排方法研究热点之一。本文对国内外有关氨法脱碳的机理、主要工艺和参数等的相关研究给予了详细的总结与分析,并对存在的问题和技术未来发展等方面进行了阐述。现有试验及系统模拟结果表明,氨法脱碳技术可实现90%以上的CO₂脱除效率,氨水溶液具有1.0 kg CO₂/kg NH₃以上的吸收能力;其中,CO₂脱除效率、吸收能力及速率等参数主要受氨水浓度、吸收反应温度、吸收剂再生条件等因素影响。经济性研究显示,氨法联合脱除技术有望将CO₂捕获带来的电价增长控制在20%以内。     

防止煤矿巷道内瓦斯爆炸的方法在试验巷道内的验证试验

在总长8m,一端封闭、一端开口,且封闭端高度(在3.1m长度上截面为3.1m×3.1m)比靠近开口端(截面3.1m×2.5m)高出0.5m的试验巷道内,做了22次验证用“防止煤矿巷道内瓦斯爆炸方法(装置)”防止天然气爆炸效果试验。试验中,天然气最大送气速率为2.45Nm3/min。用4个电点火器于试验巷道内不同位置交替点火,一次试验最大总进气量为20.7Nm3,22次试验全部未炸。试验证明了“防止煤矿巷道内瓦斯爆炸方法(装置)”的防爆效能是优异的。     

稠密气固两相反应流的拉格朗日法

提出了采用欧拉坐标和拉格朗日坐标相结合研究稠密气固两相反应流的方法,建立了稠密两相反应流中两相运动、传热、化学反应的模型与算法,采用该模型与算法研究了循环流化床排烟脱硫装置内的两相反应过程,得到了详细合理的计算结果。结果表明,采用此模型和算法模拟工程意义上的稠密气固两相反应流是可行的。     

采用不同湍流模型及差分格式对四角切向燃烧 煤粉锅炉内冷态流场的数值模型

对四角切向燃烧煤粉锅炉内冷态气相流动进行了数值模拟。为减小数值伪扩散对强旋流动的影响,采用了减小网格 尺寸和提高差分格式精度等措施。通过与实验结果的对比分析,评价了不同模型与方法对流动模拟效果的影响。     

常温循环流化床烟气脱硫影响脱硫效率的参数及机理

对循环流化床排烟脱硫进行了比较系统的试验,妆步探讨了热力学,化学等参数与脱硫效率的关系;通过不同运行方式的比较,找出了最佳运行工况和运行方式,初步分析了床内的反应理机,结果表明,运行温度越接近烟气露点,水蒸汽分压越高,脱硫效率越高,烟气中SO2浓度对脱硫效率的影响在不同的浓工区域表现出不同的趋势,钙硫比增加时脱硫效率呈增高趋势,在干粉法,喷水增湿法以及喷涂法第三种不同的脱硫剂加入方式中,喷浆法具有最高脱硫效率。     

水蒸气对CaO颗粒脱硫反应转化率的影响

用固定的SO2浓度和干空气、湿空气为载气,对4种CaO样品进行了系列TGA实验研究,结果表明,模拟烟气中含有水蒸气时,水蒸气能够提高CaO颗粒脱硫反应中的转化率．随着反应温度的提高,CaO转化率的相对提高幅度逐渐降低,而绝对提高幅度却逐步增加．模拟烟气中没有包含CO2、NOx等成分,回避了碳酸盐反应和硝酸盐反应对实验结果的干扰．由于CaO样品的性质覆盖了分析纯CaO和工业级石灰,水蒸气对于CaO转化率的提高作用对工业级石灰的烟气脱硫反应有一定参考价值．     

CFB-FGD 工艺中Ca(OH)2颗粒悬浮液最大分散度的实验研究

CFB-FGD工艺中的CaO颗粒粒径偏大，CaO转化率比较低．降低CaO颗粒粒径的途径之一是优化脱硫剂制备工艺．为此，研究了用5种不同制备工艺得到的Ca(OH)2颗粒悬浮液和悬浮液中Ca(OH)2颗粒的算术平均粒径．实验结果表明，采用0．006mol／L的六偏磷酸钠溶液与CaO水合反应得到的Ca(OH)2颗粒悬浮液的分散度增加了6．62倍，Ca(OH)2颗粒的算术平均粒径降低到了1053nm．这是一种简单、有效、经济的脱硫剂制备工艺．     

采用不同湍流模型及差分格式对四角切向燃烧煤粉锅炉内冷态流场的数值模拟

采用商业软件FLUENT所提供的不同湍流模型;K－ε模型、RNG K－ε模型、带旋流修正的RNG K－ε模型、Realizable K－ε模型、雷诺应力模型,对四角切向燃烧煤粉锅炉内冷态气相流动进行了数值模拟。为减小数值伪扩散对强旋流动的影响,本文采用了减小网格尺寸和提高差分模式精度等措施。通过与实验结果的对比分析,客观评价了这些模型与方法对该流动模拟效果的影响,为理论分析强旋湍流流动和对四角切向燃烧煤粉锅炉内流体流动的工程设计提供了参考依据。     

环保与能源资源的合理利用

目前，我国原煤入选率低，入选率不足30％，造成大量无效运输（原煤中含矸量平均20％左右），浪费运力，工业锅炉和电站锅炉应尽量燃用洗选后的低灰煤。另外，硫、汞等造成大气污染的物质大部分赋存在矸石中，洗煤能去除相当部分，有利于减少城市煤灰垃圾处理量，并减轻大气污染。燃用洗选煤是工业锅炉减少SO：和汞排放的一种低费用的且最有效的方法。工业锅炉和民用炉灶应改为燃用筛选后小块的6～25mm低灰煤。采用这一简单措施就可以提高燃烧效率10％，并减少过量用风和排烟热损失，使全国消耗原煤总量约30％的近53万台工业锅炉的热效率从现在的65％提高到75％，并减少SO2和汞的排放。目前我国动力用煤洗选率很低，远远落后于欧美各先进国家。我国燃煤工业锅炉热效率低下、浪费和污染严重的主要原因不是设备不先进，而是不应该烧高灰煤和粒度不均匀的原煤。     

烟气中的凝结水对SO2浓度测量的影响

用SOA－306型红外气体分析仪测量了两种不同SO2浓度的标准气通过一定水容积后SO2浓度及响应时间的变化，讨论了实际烟气中水蒸汽的凝结对浓度测量精度的影响。结果表明，烟气通过一定水体积后，SO2浓度明显降低，响应时间大大延长；实际烟气中的水蒸汽凝结对SO2浓度测量的影响不容忽视，当SO2浓度较低时影响更为严重。只有严格对样气进行脱水预处理，保证采样管路上不发生水蒸汽凝结，才能获得可靠数据。