层燃锅炉横向空气分级脱硝技术的试验研究

与大多数燃煤层燃锅炉炉膛装有纵向空气分级脱硝工艺不同,尝试在炉排上实现横向的空气分级技术,即使用一次风不均匀配置,减少中心火焰段的供风量,减少量补充到炉床后段,在高温火焰段创造深度还原性气氛,再通过侧壁上的烟气循环射流,让热解气与燃料层有更长的接触停留时间,实现燃料型NO_(x)排放的降低。该技术在某46 MW燃煤层燃锅炉上进行尝试,试验结果展示:燃烧室中炉排上火焰被拉长,火焰峰值温度的位置由距前墙2.62 m延后至3.52 m处,火焰中出现高CO浓度的还原区。炉排上NO_(x)的峰值浓度从改造前的535 mg/m^(3)降低至322 mg/m^(3)。尾部烟气中NO_(x)浓度从350 mg/m^(3)左右降低至260~290 mg/m^(3),实现脱硝效率17.1%~25.7%。改造对大渣燃尽率、锅炉功率、炉内烟气温度等没有影响。该技术对于层燃锅炉实现炉内火焰脱硝有一定的工业指导意义。

生活垃圾气炭分离燃烧污染物排放特性研究

为了研究生活垃圾挥发分和热解碳分离燃烧污染物排放特性,探索通过改变燃烧方式来降低生活垃圾燃烧污染物排放,利用固定床装置对生活垃圾直接燃烧和热解后的挥发分、热解炭单独燃烧进行了试验对比。结果表明:与直接燃烧相比,气炭分离燃烧生成CO、HCl、SO_(2)、NO_(2)、NH_(3)、HCN、HNCO等污染物的总量明显减少,NO和N_(2)O生成量略有增加;不同的燃烧方式产生的NO_(x)组分有较大的区别,直接燃烧产生的NO_(x)主要是NO和NO_(2),气炭分离后燃烧产生的NO主要是NO不同燃烧方式下,过量空气系数α对污染物的生成量均有影响,随着α的增加,直接燃烧时产生的CO、N_(2)O、SO_(2)、NH_(3)有所减少,NO、NO_(2)、HCN、HNCO有所增加,挥发分燃烧产生NO明显增加,HCN和HNCO略有减少,HCl、N_(2)O、NO_(2)、NH_(3)生成量很小变化不明显;热解炭燃烧时各污染物生成量均较低。

CaO调质污泥热解半焦催化重整挥发分过程的热力学研究

通过热解制取富氢合成气是实现污泥高值资源化利用的重要手段,采用CaO调质的污泥热解半焦对污泥热解挥发分进行重整,可进一步提升合成气及氢气产率。本文基于吉布斯自由能最小化原理,模拟了重整过程中挥发分与污泥半焦的氧化还原行为,分别考察了温度与CaO添加量对合成气组分以及污泥热解半焦中铁、钙化合物赋存形态的影响。研究结果表明,未经调质的污泥热解半焦中存在一定的Fe-S化合物和较低价态的铁氧化物,由于Ca较强的固硫固磷作用和Ca/Fe之间的金属协同效应。加入CaO调质可以促进半焦中铁元素向高价态铁氧化物的转化,从而提升热解半焦的催化活性。调质半焦在700℃至900℃可以有效地实现挥发分的重整,使合成气中H2和CO的组分含量达到近90%,从而得到高品质的合成气。

CFD-BP神经网络耦合算法对焚烧炉的一次风管道配风的模拟研究

为了分析生活垃圾焚烧炉一次风风压及风量分布对焚烧炉燃烧和稳定运行的影响,本文提出了一种CFD-BP耦合算法。用CFD模拟了500 t/d的生活垃圾焚烧炉的一次风气流分布,用BP神经网络算法分析多组数据的变化规律。CFD模拟与实际工况的对比研究,可预测不同阀门开度变化下的一次风管道气流分配规律。建立的以各个支管出口风量为输入量的一次风管道分配BP神经网络模型,可研究一次风管路分配与阀门开度的非线性映射关系。结果表明,CFD模拟的风量分配与相关实测数据基本一致。BP神经网络模型训练集与测试集的平均相对误差分别最低达到了0.83%和1.49%,训练集与测试集的决定系数分别最高达到了0.988和0.981,仿真测试的预测结果与其实际值间的相关程度较高,可实现理想风量分配下阀门开度的有效预测。该CFD-BP耦合算法的研究为建立智能配风设计与设备运行智能管理提供了一定的理论支撑。

中温条件下烟气De-NO_x技术的研究现状与发展

中温脱硝(De-NOx)指在炉膛出口以后到尾部受热面之前400～900℃温度区间进行脱硝的技术,具有反应器布置灵活、反应器内温度分布均匀和便于现有装置改造的优点。文中对中温烟气脱硝的研究现状进行了分析、总结与展望。中温烟气脱硝包括中温选择性催化还原(selective catalyticreduction,SCR)法、中温选择性非催化还原(selectivenon-catalytic reduction,SNCR)法、中温干法钙基脱硫剂脱硝技术以及负载金属的活性炭还原法等几种方法。中温SCR法使用分子筛催化剂,依然存在易被H2O、SO2毒化的问题;传统的以氨或尿素作还原剂的SNCR法加入H2、H2O2、烃醇类物质、钠盐或生物质气化气等添加剂可将反应温度降低至中温区,也可用肼类物质、氰尿酸、碳酸氢铵或活化氨基等作还原剂将温度窗口向下移动到中温区;中温干法钙基脱硝需结合脱硫进行,并对还原剂的喷入点有严格要求;中温活性炭还原法负载金属及反应机制尚不明确。综合反应效果及各技术对灰尘的适应性、操作的难易度及经济性,推荐中温SNCR脱硝技术为目前中温脱硝技术工程化方向。

炉排式垃圾焚烧炉的结渣特性研究

为了进一步掌握炉排式垃圾焚烧炉的结渣特性和形成机理,选取炉内典型渣块展开研究。通过XRD物相分析、扫描电镜和能谱分析研究炉内结渣特性,并通过化学热力学平衡反应计算与试验结果进行了比较。结果表明,CaO、Al2O3/MgO/ZnO、SiO2等反应生成的钙化合物形成的低熔点共熔物相的存在是灰渣形成的主要原因。渣块内Si和Ca的分布趋势几乎是完全相同,Fe具有局部富集,Na和K对初始层的形成起主要作用。

水合肼处理CaCO_3中高温净化焚烧烟气的研究

用水合肼对CaCO3进行处理,并将处理后的CaCO3用于中高温段净化焚烧烟气中的Hcl和NO。研究结果显示,因肼在加热过程中会分解甚至燃烧产生大量气体,使处理后的CaCO3在煅烧后比普通CaCO3的颗粒更细,反应活性更高,最终水合肼处理CaCO3吸收HCl气体的反应率随温度的升高而增大。当肼处理CaCO3中的肼含量在肼钙摩尔比为0．1-0．3的范围内变化到0．15时,其吸收HCl气体的反应率为最大。但当肼钙摩尔比大于0．15后,CaCO3在受热后板结而导致反应率降低。肼处理CaCO3在450-650℃范围内、烟气中氧量高于13％的条件下显示了对NO的还原效率,这是由于肼在此条件下对NO具有还原能力;而常用的还原剂氨在问样条件下对NO不具备还原能力。使用肼处理CaCO3可望实现在中高温段同时净化焚烧烟气中的酸性气体和NO。

两种抑制剂对铁矿石烧结过程二噁减排研究

研究了尿素和碳酰肼对烧结过程二噁减排的影响,添加量分别是0.01%,0.02%,0.05%,0.1%(ω:质量浓度).结果表明,两者均对二噁减排效果显著,其中,尿素对应的减排率随尿素的加入量有所波动,加入量为0.02%时,二噁的毒性当量排放浓度减少了67.74%,为实验最高值.碳酰肼对应的减排率在实验范围内随加入量升高而升高,在最高加入量0.1%处二噁的毒性当量排放浓度减少了78.79%.两种抑制剂都没有改变二噁同系物的分布规律,对铁矿烧结过程二噁同系物形成的抑制作用在绝大范围内是一致的,只有OCDD与OCDF表现出差异性.添加极少量的尿素和肼这2种抑制剂不会给烧结生产带来明显的影响.

水热条件下磷酸盐稳定垃圾焚烧飞灰的研究

研究了200℃水热条件下磷酸盐对垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定效果,并与常温下的稳定效果进行了对比.结果表明:水热条件有助于减少磷酸盐用量,降低稳定剂成本;在水热条件下提高稳定处理过程中的液固比,有助于垃圾焚烧飞灰中可溶性盐类的减少;水热条件下经磷酸盐稳定处理的垃圾焚烧飞灰的晶体衍射强度较常温下高.垃圾焚烧飞灰在水热条件下经磷酸盐稳定处理后可作为建材原料回收利用.

CaCO_3类吸收剂净化焚烧烟气中HCl气体的研究

通常烟气中的酸性气体采用Ca（OH）2净化，然而当烟气温度在300℃以上时，Ca（OH）2喷入到烟气中将快速生成CaCO3。研究了两种CaCO3的反应特性，比较了200-900℃内CaCO3类吸收剂和Ca（OH）2与烟气中HCl气体的反应率，发现在600℃左右和800℃及以上，CaCO3类吸收剂的反应率与Ca（OH）2相当或更高；CaCO3类吸收剂、特别是改性CaCO3可替代Ca（OH）2作为干式净化HCl气体的吸收剂，合适的反应温度在600℃左右。

钢铁厂冷轧废水污泥中铬回收实验研究

钢铁厂冷轧废水污泥中含有10%以上的铬、20%以上的铁和1.5%以上的锌(均以质量分数计)。为了从污泥中回收铬,首先研究了污泥中铬的形态,确定为Cr(Ⅲ);然后以碳酸钠为氧化助剂,将污泥与碳酸钠按一定比例混合后焙烧,再用水浸取。研究了碳酸钠的添加量、焙烧温度和时间、浸取时间和浸取方式对铬回收率的影响。研究表明,每克干污泥中添加0.6g或以上碳酸钠,在固定床上700℃焙烧4h以上,可实现60%以上的总铬浸出率,残渣为Fe2O3基脱硫剂原料。

水热条件下绿矾稳定垃圾焚烧飞灰的研究

研究了饱和温度为200℃的水热条件下绿矾对垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定效果,并与常温常压下的稳定效果进行了对比。研究结果表明,高温水热条件有利于Pb特别是Cr(Ⅵ)的稳定,对Cd的稳定无明显影响,同时绿矾的用量大为降低,降低了药剂的成本。

若干典型煤灰样烧结熔融特性研究

为了进一步认识灰渣的沾污结渣特性,对不同灰熔点的六种煤灰样的烧结熔融特性展开试验研究.通过烧结率变化规律、X射线衍射仪(XRD)物相分析、微观扫描电镜(SEM)和电子探针分析,研究煤灰样烧结熔融特性及其差异原因.结果表明,煤灰的强烧结性主要是因为较多低灰熔点的钠钾复合化合物等生成,而弱烧结性煤灰中含有大量高熔点物相.特别需要指出的是,灰熔点低的煤其烧结性未必强,而灰熔点高的煤其烧结性未必弱,关键取决于其反应生成的物相及其特性.

改性CaCO_3代替Ca(OH)_2高温净化烟气中HCl气体的研究

在分析CO2对Ca（OH）2吸收HCl气体影响的基础上，研究了CaCO3类吸收剂替代Ca（OH）2在高温下吸收HCl气体的可行性．研究表明：Ca（OH）2在高温干式净化HCl的过程中，很大一部分是以CaCO3的形式反应的．与普通CaCO3相比，经NaOH溶液改性的CaCO3具有更高的反应活性，在550～650℃的高温段内的反应率甚至优于Ca（OH）2，且在600℃下对应的HCl平衡体积分数与Ca（OH）2相当或更低；因此，可以替代Ca（OH）2用作焚烧烟气中HCl气体吸收剂．600℃是改性CaCO3取代Ca（OH）2的合适反应温度．

350MW电站燃煤锅炉NO_x反应特性研究

对350 MW电站四角切圆燃煤锅炉的NOx反应特性进行了试验和数值模拟.结果表明：燃烧器氧的体积分数从3%增大到5%,NOx排放体积分数从392×10^-6上升到535×10^-6（氧占6%）,上升幅度为33.8%.出口氧量（体积分数）为4%时,锅炉的飞灰含碳量最小,燃烧效率最高.随着氧量的增大,炉膛中心温度、炉膛截面平均温度和炉膛截面最高温度等沿高度的分布有减小的趋势,氧量从3%增大到5%,炉膛中心火焰温度的最大减小幅度为180℃.而随着氧量的增大,炉膛中心NOx体积分数、炉膛截面平均NOx体积分数和炉膛截面最大NOx体积分数等沿高度的分布有增大的趋势.炉膛截面最高温度和最大NOx体积分数沿高度的分布出现在燃烧器区域.截面平均温度和截面平均NOx体积分数沿高度分布的最大值出现在燃烧器上方5-10 m处.燃烧器区域炉膛横截面上NOx最大值出现在旋转火焰的环形区域,中心和四周的NOx体积分数较小,炉膛纵截面上的NOx最大值出现在燃烧器组喷口附近.燃煤锅炉的NOx主要在燃烧器区域生成,燃烧器区域的NOx生成速率是燃尽区域的3-5倍.

高炉铸钢冷却壁热态实验研究

模拟高炉冷却壁的实际工作条件，进行1：1高炉铸钢冷却壁的热态实验，获得铸钢冷却壁的温度场分布，考察冷却水进水温度、水速以及炉气温度对铸钢冷却壁温度场的影响，分析了高炉冷却壁破损的主要原因，分析表明，降低水温以及提高冷却水水速都是不经济的，

旋风收尘器系统中高温净化焚烧烟气实验研究

实验研究了中高温区（450～780℃）带有水平进口烟道的旋风收尘器系统内石灰净化HCI气体的净化效果以及对石灰和石灰净化酸性气体HCI后的产物的收尘效果．研究表明：该系统在n（Ca）／n（a）为2左右时，石灰对HCI气体的净化效率为25％～55％，并在650℃左右出现峰值；石灰及其反应产物的收尘效率在50％～98％范围内变动并且随温度升高而下降，在650℃以下，收尘效率均高于70％．石灰及其反应产物在温度升高时因熔融和凝并使颗粒度增大；但同时它也容易在收尘器内壁粘附使收尘效率下降；维持收尘器内壁的光洁可提高收尘效率．综合考虑HCI净化和收尘效率，垃圾焚烧烟气的高温净化温度应在600-650℃范围内．

绿矾处理垃圾焚烧灰渣过程中重金属的同时稳定化研究

采用绿矾稳定垃圾焚烧灰渣(包括飞灰及底排渣)中的重金属,将绿矾溶液与灰渣混合然后实施氧化过程.以Pb,Hg,Cd,As和Cr为代表,研究各类重金属同时稳定化的反应条件,着重研究了铬的稳定条件.研究结果表明重金属Pb在各种条件下的稳定效果良好;As和Cd的稳定化效果随绿矾用量的增加而增强,其中Cd还受过程pH值的影响.厌氧阶段的设置、CO2的辅助处理、提高绿矾的用量都有助于Cr的稳定化;同时使用CO2辅助处理也有助于As的稳定化,但CO2只适用于强碱性、高酸中和能力的灰渣.反应温度在常温至90℃变化只影响氧化速度.研究还表明飞灰与底排渣可作为一股废物流同时处理.对Hg,应从研究其物质形态出发来研究它的稳定.

灰分矿物质组成对焦炭还原NO_x反应影响研究进展

煤粉再燃烧技术是低NOx燃烧技术中经济有效,且较有前途的一种方法,而煤中的矿物质对NOx的还原有催化作用。从原理入手,分析了煤焦中矿物质的种类,存在形态,催化机理以及反应气氛对NOx还原的影响,为进一步研究提供参考。

低NO_x煤粉燃烧器的试验研究

对低NOx 燃烧器从试验和数值模拟两个方面进行了研究 ,结果表明 :低NOx 燃烧器浓淡两侧的速度比与管道气体速度和分隔板开缝与否均无关 ,大小为 1 .1 4～ 1 .3 0 ,速度差为 2 .3 7m/s(管道气体速度U =1 8m/s时 )～ 7.90m/s(管道气体速度U =2 8m/s时 ) ;低NOx 燃烧器分隔板开缝时 ,相对不开缝结构阻力增加 1 .3 % (1 80°扭曲分隔板 )～ 1 0 % (平直分隔板 ) ;低NOx 燃烧器分隔板前布置阻挡锥时 ,阻力再增加1 0 .1 % (1 80°扭曲分隔板 )～ 1 2 .1 % (平直分隔板 ) ;低NOx 燃烧器浓淡两侧的固气比与分隔板有无开缝无关 ,浓侧煤粉射流的固气比随气流速度增大而增大 ,淡侧射流的固气比随气流速度的增大而减小 ,浓淡两侧的固气比随管道煤粉固气比的增大而增大。常规直流煤粉燃烧器加装不开缝的平直分隔板时 ,阻力增加1 7.7% ,加装不开缝的 1 80°扭曲分隔板时 ,阻力增加 71 .6%。低NOx 燃烧器的分隔板开缝时 ,浓淡两侧的静压平衡 ,浓淡两侧的湍动能都增加 ,浓侧湍动能增加大约 2 0 %。